Jakie materiały i powierzchnie można czyścić za pomocą maszyn do czyszczenia laserowego?(4)

Materiały, które można czyścić laserem

Technologia czyszczenia laserowego jest stosowalna dla szerokiego zakresu materiałów, od wytrzymałych przemysłowych metali po delikatne zabytki. Jej główną zaletą jest zdolność usuwania zanieczyszczeń, powłok, tlenków i pozostałości bez bezpośredniego kontaktu z powierzchnią i bez jej uszkodzenia. Jednak przydatność danego materiału zależy od jego właściwości optycznych, termicznych i mechanicznych, a zwłaszcza od tego, jak wchłania energię laserową w porównaniu do warstwy zanieczyszczeń.

Metali

Czyszczenie laserowe jest najczęściej stosowane na metalach ze względu na ich trwałość i powszechne zastosowanie przemysłowe. Każdy rodzaj metalu wymaga określonych parametrów lasera, szczególnie pod względem długości fali, czasu trwania impulsu i gęstości energii.

Metale żelazne (stal węglowa, stal niskostopowa)

Są one powszechne w przemyśle produkcyjnym, motoryzacyjnym oraz w zastosowaniach konstrukcyjnych. Czyszczenie laserowe skutecznie usuwa:

Rdzę (Fe2O3, Fe3O4)

Zbrojenie

Odpadki po spawaniu i powłoki powierzchniowe

Uwaga: Należy zachować ostrożność, aby nie przegrzać cienkich powierzchni stalowych, szczególnie przy wysokich częstotliwościach powtórzeń.

Stal nierdzewna

Stal nierdzewna (austenityczna, ferrytyczna lub dwufazowa) dobrze reaguje na czyszczenie laserowe w celu:

Usunięcia tlenków (spawanie, przebarwienia termiczne)

Usuwanie farby

Przygotowania do pasywacji

Niska przewodność cieplna czyni ją bardziej wrażliwą na ciepło, wymagając krótszych czasów impulsów lub szybszych prędkości skanowania.

Aluminium i jego stopy

Aluminium jest odbijające i ma wysoką przewodność cieplną, co może zmniejszyć skuteczność lasera i zwiększyć ryzyko stopienia.

Usuwanie tlenków (np. warstw anodowych)

Usuwanie farby

Czyszczenie przed spawaniem

Wymagana jest szczególna ostrożność przy doborze gęstości strumienia laserowego i nakładania się impulsów, aby zapobiec uszkodzeniu podłoża.

Miedź, mosiądz i brąz

Te metale charakteryzują się dużą odbijalnością i przewodnością cieplną, co czyni je trudnymi, lecz możliwymi do oczyszczenia.

Skuteczne w usuwaniu utlenienia, przebarwień i pozostałości po flusie

Stosowane powszechnie w zastosowaniach elektrycznych, artystycznych i dziedzictwie kulturowym

Impulsy ultrakrótkie i dostrojenie długości fali poprawiają wyniki.

Tytan i nadstop niklu

Stosowane w przemyśle lotniczym i medycznym, te metale o wysokiej wartości korzystają z precyzyjnego, bezpiecznego dla struktury czyszczenia.

Usuwanie tlenków i powłok bez zmęczenia powierzchni

Idealne dla elementów wymagających ścisłych tolerancji i śledzenia pochodzenia

Metale szlachetne (złoto, srebro, platyna)

Czyszczenie laserowe jest szczególnie wartościowe w konserwacji dzieł sztuki, restaurowaniu biżuterii oraz w przemyśle elektronicznym.

Usuwa utlenienia, przebarwienia i osady bez działania ściernego

Wymaga bardzo precyzyjnej kontroli ze względu na miękkość i wysoką odbijalność tych metali

Kamień i murowane konstrukcje

Czyszczenie laserowe stało się kluczowym narzędziem w konserwacji i renowacji obiektów architektonicznych.

Ewentualne do stosowania na wapieniu, marmurze, granicie, piaskowcu i betonie

Usuwa zanieczyszczenia, osady biologiczne, graffiti oraz skorupy węglowe

Ustawienia lasera należy dostosować, aby uniknąć wyrywania rowków lub przebarwień powierzchni. Do delikatnych powierzchni stosuje się zazwyczaj lasery impulsowe w zakresie nanosekundowym lub pikosekundowym

Ceramika i szkło

Materiały te wymagają ostrożnego obchodzenia się ze względu na ich kruche właściwości oraz wrażliwość na szok termiczny

Zastosowania obejmują czyszczenie izolatorów, płytek, elementów optycznych oraz rzeźb szklanych

Możliwość usuwania warstw węgla, tlenków lub pozostałości klejowych bez mechanicznego ścierania

Laserowe impulsy krótkotrwałe oraz kontrolowana gęstość energii są niezbędne, aby zapobiec pękaniom lub mikropęknięciom

Polimery i kompozyty

Polimery mają zazwyczaj niski próg temperaturowy i mogą się łatwo wypalać lub topić pod wpływem nadmiaru energii laserowej. Jednak czyszczenie laserowe jest możliwe w niektórych zastosowaniach:

Czyszczenie form wytłaczanych z gumy, tworzyw sztucznych i materiałów kompozytowych

Usuwanie powłok lub etykiet z powierzchni plastikowych (szczególnie za pomocą laserów UV lub zielonych)

Przygotowanie kompozytów do łączenia lub naprawy w sektorach lotniczym i motoryzacyjnym

Ustawienia lasera muszą być dokładnie dostrojone, często przy użyciu niższych gęstości energii i krótszych czasów trwania impulsu.

Drewno i inne materiały organiczne

Czyszczenie laserowe materiałów organicznych jest stosowane głównie w konserwacji, renowacji dzieł sztuki oraz w kontekstach archeologicznych.

Skuteczne w usuwaniu brudu powierzchniowego, uszkodzeń spowodowanych dymem lub wzrostu biologicznego bez agresywnego szczotkowania

Odpowiednie dla paneli drewnianych, rękopisów, skór i pergaminów

Materiały organiczne są bardzo wrażliwe na ciepło, dlatego wymagane są lasery o ultra-krótkich impulsach i niskich częstotliwościach powtórzeń, aby uniknąć przypalenia lub przebarwień.

Technologia czyszczenia laserowego oferuje bardzo elastyczną i precyzyjną metodę regeneracji powierzchni z szerokiego zakresu materiałów:

Metale — od stali węglowej po metale szlachetne — to najbardziej odporna i najczęściej obrabiana kategoria.

Kamień i ceramika korzystają z bezkontaktowego, bezosadowego czyszczenia wrażliwych obiektów dziedzictwa lub środowisk strukturalnych.

Polimery, kompozyty i materiały organiczne mogą być obrabiane selektywnie przy starannym doborze parametrów.

Możliwość oczyszczenia dowolnej powierzchni zależy ostatecznie od dopasowania ustawień lasera do właściwości termicznych i optycznych materiału, rodzaju zanieczyszczenia oraz tolerancji aplikacji na zmiany powierzchni. Przy odpowiednim ustawieniu czyszczenie laserowe może być bezpiecznie stosowane zarówno do skorodowanego sprzętu przemysłowego, jak i do starożytnych rzeźb.