Лазерлік тазалау машиналарымен қандай материалдар мен беттерді тазалауға болады?(3)

Тазалануын анықтайтын факторлар

Лазерлік тазалау - барлық жағдайға келетін шешім емес. Оның тиімділігі берілген бетті қауіпсіз және тиімді тазалауға болатынын анықтайтын физикалық, материалдық және жұмыс істеу айнымалыларының күрделі жиынтығына байланысты. Ластаушы заттың да, негізгі нысананың да сипаты сияқты, беттің геометриясы мен реттеу шектеулері сияқты сыртқы факторлар маңызды рөл атқарады. Бұл факторларды түсіну - нәтижелерді болжау, параметрлерді оптимизациялау және тұрақты нәтижелерге қол жеткізу кілті болып табылады.

Оптикалық жұтылу

Лазерлік тазалаудың негізі - дифференциалды жарық жұтылуында. Процестің тиімді жұмыс істеуі үшін лазер энергиясын ластану қабаты негізгі материалдан гөрі күштірек жұтады. Бұл айырмашылық ластануға қыздырылуына, абляциялануына немесе сынғышына мүмкіндік береді, ал негізгі материал бүтін күйінде қалады.

Тат, тотықтар немесе бояу сияқты заттардың жоғары жұтылу қабілеті оларды идеалды нысаналарға айналдырады.

Жылтыр алюминий немесе білдірбейтін металдар сияқты төменгі сіңіру қабілеті бар негіздер лазерлік сәуленің зиянды әсерінен сақтану үшін мұқият толқын ұзындығын таңдауды талап етуі мүмкін.

Лазерлік толқын ұзындығын ластану затының сіңіру шамасымен сәйкестендіру таңдамалылықты және энергияны пайдалану тиімділігін арттырады.

Негізгі материалдың жылу өткізгіштігі мен меншікті жылу сыйымдылығы

Негізгі материалдың жылулық қасиеттері лазерден туындайтын жылудың қалай таратылатынына әсер етеді:

Жоғары жылу өткізгіштігі бар материалдар (мысалы, мыс, алюминий) жылуды тез таратады, осылайша жергілікті қыздырудың алдын алады, бірақ абляция тиімділігін төмендетуі мүмкін.

Төменгі жылу өткізгіштігі бар материалдар (мысалы, гильзиялық болат, керамика) жылуды сақтайды және параметрлерді қатаң бақылау қажет болмаған жағдайда бетінің зақымдану қаупін арттырады.

Меншікті жылу негізгі материалдың температурасы арта бастамас бұрын қанша энергия жұтатынын анықтайды. Төменгі меншікті жылуға ие материалдар тазалау кезінде жылулық зақымдануға бейім.

Импульс ұзақтығы мен энергия тығыздығы сияқты лазерлік параметрлердің негізгі материалдың жылуға шыдамдылық сипаттамаларына сәйкес келуі тиіс.

Лазер–Материал Әрекеттесу Уақыты

Бұл лазерлік энергияның беттің берілген нүктесімен қанша уақыт бойы әрекеттесуін білдіреді және мыналарға байланысты:

Импульс ұзақтығы (қысқа импульстер жылу диффузиясын азайтады).

Сканерлеу жылдамдығы (жоғары жылдамдық әсер ету уақытын қысқартады).

Импульстің қайталану жиілігі мен беттесуі (жоғары беттесу жалпы энергия берілісін арттырады).

Ластануды тиімді түрде алып тастау үшін, негізгі материалдың қызып кетуін немесе өзгеруін болдырмау мақсатында осы айнымалыларды теңестіру өте маңызды.

Қаптама Қалыңдығы мен Жабысу Беріктігі

Барлық ластанулар лазерлік сәулеге бірдей түрде жауап қайтармайды. Материалға тән екі маңызды фактор:

Қалыңдық: Қалың қаптамалар жоғары флюенс немесе бірнеше өтулерді талап етеді. Артық қалыңдық лазерлік энергияны шағылдыруы немесе шашыратуы мүмкін, осылайша тиімділікті төмендетеді.

Жабысу беріктігі: Фото-механикалық әсерлерді пайдалану арқылы жабысып қалған ластанулар (мысалы, шаң, коррозия) оңай алынып тасталады. Күйген қаптамалар немесе эпоксидтер сияқты мықты байланысқан материалдар үшін одан да қатаң параметрлер немесе ұзақ уақыт әсер ету қажет болуы мүмкін.

Бұл факторлар бір ғана өтудегі тазалау жеткілікті бола ма, әлде көп сатылы процесс қажет пе деген мәселені анықтайды.

Бетінің геометриясы мен қолжетімділігі

Лазерлік тазалау жүйелері, әдетте, сканерлеу басы арқылы бағытталған фокусталған сәулеге негізделеді. Сондықтан бетінің физикалық конфигурациясы қолжетімділік пен біркелкілікті әлдеқайда ықпал етеді:

Тегіс, ашық беттер энергияны тұрақты түрде жеткізу үшін идеалды.

Иілген, ойық немесе күрделі геометриялық пішінді беттер сәуленің фокусының ығысуына немесе біркелкі емес беттесуге әкеп соғуы мүмкін, бұл тазалау тиімділігін төмендетеді.

Турбина жапырақшалары, құбырлардың ішкі беттері немесе жылу алмастырғыштар сияқты бөлшектер үшін тиімді тазалау бұрыштары мен қашықтықтарын сақтау үшін арнайы оптикалық құрылғылар немесе роботизацияланған жүйелер қажет болуы мүмкін.

Қолжетімділік сонымен қатар лазерлік тазалаудың қолмен немесе автоматтандырылған түрде жүргізілуі мүмкіндігін анықтайды.

Регламенттік шектеулер мен материалдарға шектеулер

Кейбір салаларда — әсіресе әуежаңғы, ядролық, тамақ өнеркәсібі және мұра сақтау саласында — мыналарды реттейтін қатаң реттеу бойынша нұсқаулар бар:

Жарамды шекаралық беттік өзгерту (мысалы, металлургиялық өзгерістер немесе микросынықтар болмауы керек).

Химиялық қалдықтар болмауы (ерекше сезімтал орталарда).

Тазалау әдістерінің іздестірімділігі мен құжаттамасы.

Лазерлік тазалау контактісіз, абразивті емес және қалдықсыз талаптарға сәйкестік міндетті болған жағдайларда жиі қолданылады, бірақ ол белгілі материалдар мен технологиялық стандарттарға сай болуы үшін тексеруі қажет.

Лазерлік технологияны қолданып, берілген бетті тазалау мүмкіндігі физикалық материалдардың сипаттамалары мен жұмыс параметрлері арасындағы дәл тепе-теңдікке байланысты. Оптикалық жұтылу, жылулық әлует, әрекеттесу уақыты, қаптама қасиеттері, геометриялық күрделілік және реттеу шектеулері сияқты негізгі факторлар лазерлік тазалау процесін қолданбас бұрын ескерілуі керек.

Бұл айнымалыларды түсіну және дұрыс басқару лазерлік тазалауды дәстүрлі бетін өңдеу әдістеріне қауіпсіз, тиімді және өте бақыланатын альтернатива ретінде ұсынады — тіпті ең қатаң өнеркәсіптік немесе сақтау ортасында да.