Vilka material och ytor kan rengöras med laserrengöringsmaskiner?(6)

Att välja rätt laser och processparametrar

Laserrengöring är ett kraftfullt verktyg – men endast när den är exakt avställd. Effektiviteten, effekten och säkerheten i en laserrengöringsprocess beror på att man korrekt väljer och balanserar flera laser- och avsökningsparametrar. Dessa variabler styr direkt hur mycket energi som når ytan, hur energin levereras och hur bra systemet skiljer mellan förorening och underlag.

För att uppnå optimala resultat – maximal borttagning av föroreningar med noll eller minimal skada på underlaget – är det viktigt att anpassa följande nyckelparametrar till det specifika materialet, förorenings typ och ytans tillstånd: våglängd, pulsbredd, flödens, upprepningstakt och avsökningstakt.

Våg längd

Våglängden definierar färgen (eller mer tekniskt uttryckt, energinivån) hos laserstrålen och påverkar direkt hur materialet absorberar energin.

Infrarött (1064 nm, Nd:YAG eller fiberlaser): Effektivt för metaller och oxider, där rost eller föroreningar absorberar mer energi än grundmaterialet.

Grönt (532 nm): Ger bättre absorption i vissa färger, polymerer och beläggningar för kretskort.

UV (355 nm, excimerlaser): Bäst för organiska material, tunna filmer och känsliga ytor som plaster eller elektronik.

Nyckelprincip: Välj en våglängd som starkt absorberas av föroreningen, men minimalt av underlaget, för att säkerställa selektiv borttagning.

Pulslängd (pulsvaraktighet)

Pulslängd definierar hur lång tid varje laserpuls varar – vanligtvis mätt i nanosekunder (ns), pikosekunder (ps) eller femtosekunder (fs). Den avgör hur snabbt energin överförs.

Nanosekundslaser (ns): Vanliga inom industriell rengöring; effektiva för rost, färg och skalföreningar, men kan orsaka små termiska effekter.

Pikosekundslaser (ps): Överför energin snabbare, med mindre värmeöverföring till underlaget – idealiska för precisionsapplikationer.

Femtosekundslasrar (fs): Ultrakorta pulsar som skapar en "kall ablation"-effekt – utmärkt för värmekänsliga material eller mikroskaliga ytor.

Kortare pulsvaraktigheter minskar värmediffusion, vilket minimerar värmepåverkad zon (HAZ) och bevarar substratets integritet, särskilt på reflekterande eller lågsmältande material.

Fluens (energitäthet)

Fluens är mängden energi som levereras per areaenhet per puls (joule per cm²). Det är en av de mest kritiska parametrarna för att bestämma rengöringseffektiviteten.

Låg fluens (<1 J/cm²): Kan vara otillräcklig för att ablatera föroreningen, eller endast rengöra lätt fastsittande material.

Måttlig fluens (1–5 J/cm²): Effektiv mot de flesta vanliga föroreningar såsom rost, oxider och färg.

Hög fluens (>5 J/cm²): Krävs för tjocka eller envisa lager, men kan riskera att skada underlaget om den inte kontrolleras ordentligt.

Optimal fluens beror på föroreningens bindningsstyrka och termiska egenskaper. Att överskrida avdunstningströskeln säkerställer rengöring, men får inte överskrida underlagets skadetröskel.

Repeteringsfrekvens (pulsfrekvens)

Repeteringsfrekvens avser hur många laserpulser som sänds ut per sekund, vanligtvis mätt i kilohertz (kHz).

Låga repeteringsfrekvenser (<10 kHz): Högare energi per puls men långsammare produktion; används för exakt och djup rengöring.

Höga repeteringsfrekvenser (10–200+ kHz): Möjliggör snabbare rengöringshastigheter men minskar energin per puls; används för lättare föroreningar och stora ytor.

Avvägning: Högre repeteringsfrekvens förbättrar produktiviteten men kan öka ackumulerad värmebelastning. Repeteringsfrekvensen måste balanseras mot skanningshastighet och svalningstid.

Skanningshastighet

Skanningshastighet är den hastighet med vilken laserstrålen rör sig över ytan, vanligtvis i mm/s eller m/min. Den påverkar direkt hur mycket energi som tillförs ett visst område.

Långsammare avscaningshastigheter: Mer energi per areaenhet; bättre för tjocka eller svåra föroreningar, men med högre risk för uppvärmning av underlaget.

Snabbare avscaningshastigheter: Mindre uppehållstid; idealiskt för tunna lager, värdefulla ytor eller komponenter med låg tolerans.

Optimeringstips: Avscaningshastighet måste anpassas till upprepningstakten och punktöverlappningen för att säkerställa jämn täckning utan överexponering.

Laserrengöring handlar inte bara om att rikta en laser och avfyra den – det är en finjusterad ingenjörsprocess. Att välja rätt kombination av laser och processparametrar är avgörande för att säkerställa hög rengöringsprestanda med minimal risk.

Våglängd styr materialspecifik absorption.

Pulslängd styr hur snabbt energin levereras.

Fluens bestämmer avgrädningskraften.

Upprepningstakt påverkar bearbetningshastighet och termisk upphopning.

Avscaningshastighet balanserar energileverans och ytbeläggning.

Varje parameter påverkar de andra. För varje lyckad applikation—oavsett om det gäller att rengöra rost från stål, avlägsna färg från aluminium eller ta bort film från keramik—måste dessa inställningar noggrant optimeras utifrån materialens egenskaper, föroreningarnas karaktär och den nödvändiga precisionen.

När den är korrekt konfigurerad blir laserrengöring en mycket effektiv, beröringsfri och selektiv process som är lämplig även i de mest krävande miljöerna.