Welke materialen en oppervlakken kunnen worden gereinigd met laserschoonmaakmachines?(6)

Het juiste laser- en procesparameters kiezen

Laserreiniging is een krachtig hulpmiddel — maar alleen wanneer deze nauwkeurig is afgesteld. De effectiviteit, efficiëntie en veiligheid van elk laserreinigingsproces hangen af van de correcte keuze en afstemming van meerdere laser- en scanparameters. Deze variabelen bepalen direct hoeveel energie het oppervlak bereikt, hoe die energie wordt geleverd en hoe goed het systeem onderscheid maakt tussen verontreiniging en substraat.

Om optimale resultaten te bereiken — maximale verwijdering van verontreinigingen met nul of minimale substraatschade — is het essentieel om de volgende sleutelparameters aan te passen aan het specifieke materiaal, type verontreiniging en oppervlaktoestand: golflengte, pulsduur, fluïdens, herhalingssnelheid en scansnelheid.

Golflengte

De golflengte bepaalt de kleur (of technischer gezien, het energieniveau) van de laserstraal en beïnvloedt direct hoe het materiaal de energie absorbeert.

Infrarood (1064 nm, Nd:YAG of vezellasers): Effectief voor metalen en oxiden, waar roest of verontreinigingen meer energie absorberen dan het basismetaal.

Groen (532 nm): Biedt betere absorptie in bepaalde verven, polymeren en coatings van printplaten.

UV (355 nm, excimelasers): Het beste voor organische materialen, dunne films en gevoelige oppervlakken zoals kunststoffen of elektronica.

Belangrijk principe: Kies een golflengte die sterk wordt geabsorbeerd door de verontreiniging, maar minimaal door het substraat, zodat selectieve verwijdering wordt gegarandeerd.

Pulsbreedte (Pulsduur)

Pulsbreedte bepaalt hoe lang elke laserpuls duurt—meestal gemeten in nanoseconden (ns), picoseconden (ps) of femtoseconden (fs). Het bepaalt hoe snel energie wordt geleverd.

Nanoseconde Lasers (ns): Veelgebruikt in industriële reiniging; effectief voor roest, verf en aanslag, maar kan lichte thermische effecten veroorzaken.

Picoseconde Lasers (ps): Leveren energie sneller af, met minder warmteoverdracht naar het substraat—ideaal voor precisietoepassingen.

Femtoseconde Lasers (fs): Ultrakorte pulsen die een „koude ablatie“-effect creëren—uitstekend voor warmtegevoelige materialen of micro-schaal oppervlakken.

Kortere pulsduur vermindert warmtediffusie, waardoor de warmtebeïnvloede zone (HAZ) wordt geminimaliseerd en de integriteit van het substraat behouden blijft, vooral bij reflecterende of laagsmeltende materialen.

Fluïdens (Energiedichtheid)

Fluïdens is de hoeveelheid energie per puls per oppervlakte-eenheid (Joule per cm²). Het is één van de meest cruciale parameters om de reinigingsprestaties te bepalen.

Lage fluïentie (<1 J/cm²): Kan onvoldoende zijn om de verontreiniging te ablaten, of alleen licht aanhangende materialen verwijderen.

Matige fluïentie (1–5 J/cm²): Effectief voor de meest voorkomende verontreinigingen zoals roest, oxiden en verf.

Hoge fluïentie (>5 J/cm²): Vereist voor dikke of hardnekkige lagen, maar houdt risico's in op substraatschade indien niet goed gecontroleerd.

De optimale fluïentie hangt af van de bindingssterkte en thermische eigenschappen van de verontreiniging. Het overschrijden van de ablatiedrempel zorgt voor reiniging, maar mag de schadedrempel van het substraat niet overschrijden.

Herhaalfrequentie (Pulsfrequentie)

Herhaalfrequentie verwijst naar het aantal per seconde uitgezonden laserpulsen, meestal gemeten in kilohertz (kHz).

Lage herhaalfrequenties (<10 kHz): Hogere energie per puls, maar langzamere doorvoer; geschikt voor precieze, diepe reiniging.

Hoge herhaalfrequenties (10–200+ kHz): Maken snellere reinigingssnelheden mogelijk, maar verminderen de energie per puls; geschikt voor lichte verontreiniging en grootschalige oppervlakken.

Afweging: Hogere herhaling verbetert de productiviteit, maar kan de cumulatieve warmtelast verhogen. De herhaalfrequentie moet in balans zijn met de scansnelheid en de koeltijd.

Scan snelheid

Scansnelheid is de snelheid waarmee de laserbundel over het oppervlak beweegt, meestal uitgedrukt in mm/s of m/min. Het beïnvloedt direct hoeveel energie aan een bepaald gebied wordt toegevoerd.

Langzamere Scansnelheden: Meer energie per oppervlakte-eenheid; beter voor dikke of moeilijk te verwijderen vervuiling, maar met een hoger risico op ondergrondverhitting.

Snellere Scansnelheden: Minder verblijftijd; ideaal voor dunne laagjes, hoogwaardige oppervlakken of componenten met lage tolerantie.

Optimalisatietip: De scansnelheid moet afgestemd zijn op de herhaalfrequentie en de overlap van de laservlekken om uniforme dekking te garanderen zonder overbelichting.

Laserreiniging draait niet alleen om het richten en afvuren van een laser—het is een fijnafgestemd technisch proces. Het kiezen van de juiste combinatie van laser- en procesparameters is essentieel om een hoge reinigingsprestatie te garanderen met minimale risico's.

Golflengte bepaalt de materiaalspecifieke absorptie.

De pulsduur bepaalt hoe scherp energie wordt geleverd.

Fluentie bepaalt het ablatievermogen.

De herhalingssnelheid beïnvloedt de verwerkingssnelheid en thermische opbouw.

De scansnelheid zorgt voor een balans tussen energieafgifte en oppervlaktebedekking.

Elke parameter beïnvloedt de andere. Voor elke succesvolle toepassing — of het nu gaat om roest verwijderen van staal, verf afstrijken van aluminium of folie verwijderen van keramiek — moeten deze instellingen zorgvuldig worden geoptimaliseerd op basis van materiaaleigenschappen, vervuilingskenmerken en vereiste precisie.

Wanneer correct geconfigureerd, wordt laserschoonmaken een zeer efficiënt, contactloos en selectief proces dat geschikt is voor zelfs de meest veeleisende omgevingen.