Katera onesnažila lahko laserski čistilni stroji odstranijo s kovine?

Kako Laserskih čistilnih strojev Odstranitev pogostih onesnažil s kovin

Fototermalno in fotomehansko ablacijo: Zakaj laserji selektivno izparevajo onesnažila, ne da bi poškodovali kovinske podlage

Laserjevanje deluje, ker različni materiali različno absorbirajo svetlobo. Ko naprava izstreli močne žarke, to svetlobo neposredno na površini, kjer se nahajajo umazanija in madeži, pretvori v toploto. Vzemimo za primer rjo – ta absorbira približno 95 % več laserne energije kot navadno jeklo, zato se dovolj segreje, da praktično izgine, medtem ko ostane kovina pod njo hladna. To pomeni, da ne ostanejo nobene onesnažujoče kemikalije in da material tudi ne izgubi oblike. Obstaja še en trik, imenovan fotomehanski učinek. Poenostavljeno povedano, ko se stvari zelo hitro segrejejo, se hitro razširijo in ustvarijo majhne udarne valove, ki odstranijo celo najtanjše plasti olja, debeline okoli 5 mikrometrov. Ker laserji pri čiščenju ne prihajajo v stik s površino, lahko odstranijo skoraj vse kontaminante (govorimo o 99,9 %), ne da bi spremenili lastnosti kovine. Preizkusi kažejo, da ta metoda ustreza industrijskim standardom za kakovost površine v skladu z ISO 8501-1. Študije tudi potrjujejo, da je količina potrebne energije ravno tolikšna, da opravi delo, ne da bi poškodovala osnovni material.

Prilagoditev ključnih parametrov: Dolžina impulza, fluencija in izbira valovne dolžine za optimalno odstranjevanje onesnaževal z laserjem

Natančna umeritev treh osnovnih parametrov zagotavlja učinkovito in varno čiščenje podlage:

• Trajanje impulza : Impulzi od nanosekund do femtosekund omejujejo prenos toplote. Pri tankih bakrenih pločevin impulzi <10 ns zmanjšajo toplotno napetost za 40 %.
• Fluenca : Mora preseči prag izhlapevanja onesnaževal, a ostati pod mejo poškodb kovine – npr. odstranjevanje epoksidov (prag 1,5 J/cm²) z aluminija (poškodbe se začnejo pri 2,8 J/cm²) zahteva točnost ±20 %.
• Valovna dolžina : Blizu infrardeča (1064 nm) prodre skozi železove okside na jeklu; UV (355 nm) tarči organske ostanke na občutljivih zlitinah.

Optimizirane nastavitve zmanjšajo obratovalne stroške za 740 tisoč dolarjev letno zaradi zmanjšanega ponovnega dela, kot kažejo ugotovitve inštituta Ponemon iz leta 2023.

Rjava, oksidi in mlinski oksid: učinkovito odstranjevanje s ferih kovin

Odstranjevanje železovih oksidov (Fe₃O₄/Fe₂O₃) in mlinskih oksidov s kaljenega jekla s pomočjo industrijskih laserjev za čiščenje

Laserjska tehnologija čiščenja odstrani rjo in valjarniški oksid s postopkom, pri katerem nečistoče absorbirajo laserjsko energijo in se v bistvu izparijo. Razlog, zakaj to tako dobro deluje, je ta, da ogljikovo jeklo naravno odbija več svetlobe, kar pomeni, da ostane med obravnavo zaščiteno. Ta metoda ohranja osnovni kovinski material nedotaknjen, ne da bi povzročila nadležne jamice, ki se pogosto pojavijo pri drugih tehnikah. Vzemimo na primer brušenje z abrazivom – to dejansko vtisne delce v površino, kar povzroči prehitro odpoved prevlek. Pri posebnem odstranjevanju valjarniškega oksida – tega debelega, kristalnega ostanka procesov vročega valjanja – močni laserski sunki preprosto razkrojijo njegovo strukturo. Zanimivo je, kako hitro se to dogaja: okoli en kvadratni meter na uro, celo pri resnih problemih z oksidacijo. Poleg tega ni potrebno nobeno kemikalij in ni nikakršnega odvečnega umazanije, ki bi jo bilo treba kasneje odstraniti.

Priprava površine pred zvarjenjem: kako laserski čistilni stroji odstranijo oksidne plasti in zmanjšajo poroznost za več kot 99,7 % (potrjeno po AWS D1.1)

Ko gre za pripravo površin za varjenje, lasersko čiščenje odlično odreže, saj odstrani nadležne mikroskopske okside, ki ujamejo pline med procesom taljenja. Glede na preizkuse, opravljene v skladu s standardi AWS D1.1, ta metoda zmanjša poroznost zvarov za impresivnih 99,7 %. Tehnologija deluje najbolje pri ciljanju absorpcije železovega oksida okoli 1064 nanometrov in dosega tako imenovano stopnjo čistosti površine Sa 2,5, ne da bi ustvarila območja, vplivana s toploto. Za zapletene oblike in dele lahko avtomatizirani laserski sistemi delujejo svoje čare s hitrostmi od pol metra do dveh metrov na minuto. Ta pristop prihrani približno 70 % časa, ki se običajno porabi za brušenje pred varjenjem, hkrati pa ohranja strukturne lastnosti kovine. Zaradi tega je še posebej pomemben v panogah, kot je letalska in vesoljska industrija, kjer je celovitost komponent absolutno ključna za tlačne posode in druge aplikacije, kritične za varnost.

Organske onesnaževalke: olje, mast in industrijske prevleke

Brezstikno odstranjevanje ogljikovodikov, rezalnih tekočin in maziv z laserjskimi čistilnimi stroji – brez topil in ostankov

Laserjsko čiščenje deluje s sublimacijo organskih snovi, kot so olja, masti in režne tekočine, prek procesa, ki se imenuje fototermalna ablacija. Pri postopku se uporabljajo natančno prilagojeni laserski impulzi, ki ciljno delujejo na ogljikovodikove vezi, hkrati pa kovino pod njimi ohranjajo hladno. S to metodo je mogoče popolnoma odstraniti tanke plasti debeline do 0,1 mikrona, pri čemer ne ostanejo nobena topila ali nove onesnažujoče snovi. V primerjavi s tradicionalnimi metodami, kot so kemični kopeli ali mehansko čiščenje z orodji, laserjsko čiščenje dosega standard Sa 2,5 po ISO 8501-1, kar je pomembno za industrije, kjer zanesljivost najbolj šteje, na primer pri polprevodnikih. Prav tako izpolnjuje vse zahteve EPA glede okoljskih predpisov, saj ni potrebno ravnavati z nevarnimi odpadki.

Odstranjevanje barv, epoksidov in cink bogatih podlag brez toplotno vplivnih con ali degradacije podlage

Pri uporabi infrardečih laserjev za odstranjevanje prevlek delujejo tako, da odstranjujejo plasti po eno. Organske polimere vdelka absorbirajo lasersko energijo, medtem ko kovina pod njo večino te energije odbija nazaj. Kratek sunki z dolžino manj kot 10 nanosekund preprečuje prekomerno širjenje toplote, kar omogoča odstranjevanje cinkom bogatih prajmerjev s pocinkanih jeklenih površin, ne da bi pri tem poslabšali njihove zaščitne lastnosti. Po obdelavi osnovni kovinski material ostane popolnoma nepoškodovan v skladu s standardom ASTM E8, zato ne obstaja tveganje nastanka majhnih razpok, kot se to pogosto zgodi pri pičenju s peskom ali drugih bolj agresivnih metodah. Posebej za trupe ladje ta tehnika omogoča odstranjevanje prevlek na približno 10 kvadratnih metrov na uro z učinkovitostjo več kot 97 odstotkov. Najboljše pri vsem tem je, da med postopkom ni potrebno nobeno porabno material in absolutno nič se ne pušča za sabo v obliki vdelanih delcev.

Težave glede na zlitino: Aluminij, nerjavno jeklo in baker

Premagovanje visoke refleksivnosti in tankih naravnih oksidov na aluminiju in bakru s stroji za čiščenje s pulznim vlaknastim laserjem

Delo z aluminijem in bakrom lahko predstavlja precejšnjo izziv zaradi njunih naravno visokih stopnj odbojnosti, ki včasih dosežejo okoli 95 % pri standardnih valovnih dolžinah laserja, poleg tega pa na svojih površinah tvorita zelo tanke oksidne plasti. Rešitev prihaja iz pulznih vlaknastih laserjev, ki ta problem rešujejo s kratkimi izbruhmi intenzivne energije. Te kratke pulze učinkovito odstranijo onesnaževala ravno preden toplota začne prodreti v sam material. Pri bakru delujejo ti laserski sistemi najbolje pri valovni dolžini približno 1064 nanometrov in ko trajajo pulzi manj kot 100 nanosekund. Njihova učinkovitost izhaja iz sposobnosti, da očistijo površine z uspešnostjo več kot 99 %, hkrati pa ohranijo material nedotaknjen. Ni opaznih upogibanj ali nastanka toplotno vplivnih con, kar pomeni, da ostanejo dimenzije stabilne in mehanske lastnosti po obdelavi nespremenjene.

Upravljanje pasivacijskega sloja iz nerjavečega jekla: uravnoteženje odstranjevanja oksida in ohranjanje odpornosti na korozijo

Čiščenje nerjavečega jekla zahteva previdno ravnanje, saj se moramo znebiti umazanije in umazanije, ne da bi pokvarili kromno plast, ki ščiti pred rjo. Industrijski laseri delajo precej dobro delo, zahvaljujoč nadzorovani izhodni energiji od 0,8 do 1,2 džeula na kvadratni centimeter. Ti stroji lahko odstranijo oksidacijo, mastne ostanke in neprijetne žarke brez poškodbe zaščitne plasti. Nekatere raziskave kažejo, da ti dobro uravnovljeni laserski sistemi zmanjšajo delce železa na površinah za skoraj 90%, pri čemer ostane več kot 98% hroma nedotaknjenih. Takšna zmogljivost izpolnjuje industrijske standarde za čistočo, ki jih določa ASTM A380, in preprečuje nastanek teh nadležnih drobnih jam na kovinskih površinah.

Pogosta vprašanja

Kako deluje lasersko čiščenje?

Laserско čiščenje deluje tako, da intenzivne laserne žarke pretvori v toploto, ki izhlapi nečistoče, ne da bi poškodovala kovinski podlagi.

Kakšne vrste nečistoč lahko odstrani laserско čiščenje?

Laserско čiščenje učinkovito odstrani rjo, mlinsko oksidno plast, maščobe, olja, barve, epoksije in druge organske ostanki.

Je laserско čiščenje varno za kovinske podlage?

Da, laserско čiščenje je varno za kovinske podlage, saj uporablja natančne tehnike, ki preprečujejo njihovo poškodbo.

Kateri so prednosti uporabe strojev za laserско čiščenje?

Stroji za laserско čiščenje ponujajo prednosti, kot so čiščenje brez stika, zmanjšani obratovalni stroški in skladnost z okoljskimi predpisi.