Pembersihan Laser lwn. Tekstur Permukaan: Aplikasi Perindustrian, Faedah dan Trend Masa Depan

Tanpa teknologi laser, pencapaian hari ini dalam pembuatan kepingan logam ketepatan adalah mustahil. Pemotongan laser kini terdapat di mana-mana, dan kimpalan laser-sama ada automatik atau manual-berkembang dengan cepat. Walau bagaimanapun, laser tidak terhad kepada pemotongan dan kimpalan; mereka juga boleh melakukan pembersihan.

Walaupun teknologi pembersihan laser masih belum diterima pakai secara meluas, ia telah pun membentuk tapak kukuh dalam aplikasi seperti penyingkiran cat dan penghapusan karat, terutamanya dalam proses pembersihan khusus dalam industri seperti aeroangkasa dan automotif. Kebanyakan peralatan pembersihan laser menggunakan komponen optik pengimbasan, yang boleh menggerakkan pancaran laser pada kelajuan beberapa meter sesaat, menayangkannya ke permukaan dalam bentuk yang dikehendaki (seperti bulatan atau segi empat tepat).

Pembersihan lasermerangkumi satu siri proses yang berbeza, terutamanya dibahagikan kepada dua kategori. Satu melibatkan penyingkiran bahan cemar permukaan, manakala satu lagi melibatkan "ukiran" atau "tekstur" permukaan untuk memenuhi keperluan khusus untuk salutan, ikatan pelekat atau aplikasi lain. Walaupun penyingkiran bahan cemar (dirujuk sebagai "pembersihan") dan penteksunan laser boleh menggunakan peralatan yang serupa atau serupa, kedua-dua proses ini pada asasnya berbeza, dan pengeluar memilih kategori yang sesuai berdasarkan keperluan khusus mereka.

Inti pembersihan laser ialah penyingkiran bahan cemar permukaan, seperti karat dan cat yang tidak diingini. Peralatan biasanya termasuk sistem pengekstrakan wasap untuk menangkap bahan pencemar yang dikeluarkan oleh laser. Dalam beberapa aplikasi aeroangkasa kritikal, seperti pembersihan titanium, gas pelindung diperlukan untuk mencegah pembentukan oksida.

Dalam banyak aplikasi biasa, laser berfungsi dengan menghilangkan bahan cemar permukaan. Ablasi (penukaran terus bahan pepejal kepada gas) adalah paling berkesan apabila ambang ablasi bahan cemar adalah jauh lebih rendah daripada logam asas, membolehkan laser mengewapkan bahan cemar tanpa menjejaskan permukaan logam.

Tenaga yang dihantar oleh laser melakukan operasi pembersihan dengan cara yang berbeza, bergantung pada bahan yang akan dikeluarkan. Sebagai contoh, kadangkala laser menjana kesan kejutan haba pada permukaan, menyebabkan serpihan permukaan seperti karat "tergoncang" disebabkan oleh perbezaan pekali pengembangan haba antara bahan cemar dan logam asas. Dalam kes lain, haba laser membakar bahan yang akan dikeluarkan-biasanya cat atau salutan organik lain.

Noda minyak adalah lutsinar kepada cahaya laser dan oleh itu tidak boleh dikeluarkan melalui ablasi atau kejutan haba. Dalam kes sedemikian, laser "mendidih" bahagian tertentu minyak. Secara khusus, laser memanaskan kawasan kecil pada permukaan logam, menyebabkan titisan minyak melompat dari permukaan ke udara, di mana sistem pengekstrakan wasap menangkapnya. "Dalam aplikasi ini, sistem pengekstrakan wasap adalah sama pentingnya dengan laser itu sendiri."

Laser menawarkan ketepatan yang tidak dapat ditandingi oleh alat lain. Kuasa laser, tempoh nadi dan profil pancaran boleh dilaraskan, membenarkan proses mengalih keluar hanya kawasan yang ditetapkan tanpa menjejaskan kawasan sekitar. Sama seperti dalam pembersihan laser-di mana logam asas kekal tidak terjejas semasa penyingkiran bahan cemar-tekstur laser juga boleh dilakukan di bawah kawalan yang tepat.

Semasa proses ini, pancaran laser lazimnya adalah pancaran Gaussian, dengan tenaga tinggi tertumpu di tengahnya. Laser menghilangkan lapisan logam, menyebabkan logam asas mengalami perubahan fasa serta-merta-daripada pepejal kepada cecair dan kembali kepada pepejal. Proses ini biasanya menggunakan laser mod-tunggal, yang boleh menghasilkan titik fokus yang sangat kecil, dengan itu menghasilkan tekstur permukaan yang sangat tepat.

Proses ini boleh dianalogikan dengan operasi letupan, di mana saiz setiap zarah pelelas dikawal dengan tepat-walaupun penteksuran laser beroperasi dengan cara yang berbeza sama sekali: ia merawat permukaan menggunakan haba laser dan bukannya kesan fizikal daripada zarah melelas.

Dalam sesetengah aplikasi pembuatan logam, penteksunan laser boleh mencorak permukaan dengan tepat untuk mengubah sifatnya-contohnya, menjadikan permukaan hidrofobik. Aplikasi penteksunan ketepatan ini biasanya menggunakan laser dengan tempoh nadi yang sangat singkat, biasanya diukur dalam picosaat atau femtosaat. Banyak aplikasi tekstur lain digunakan untuk menyediakan permukaan logam untuk salutan, tanpa memerlukan zarah kasar atau agen pembersih kimia.

Pembersihan laser automatik menjadi semakin biasa dalam persekitaran-campuran rendah,-tinggi. Sebagai contoh, pembersihan untuk kimpalan bateri adalah aplikasi biasa. "Sistem ini memproses berjuta-juta bahagian, mengimpal berbilang komponen sesaat sambil membersihkan permukaannya."

Penyingkiran pelincir selepas pengecapan mewakili satu lagi aplikasi yang berkembang pesat. Sebelum ini, operasi ini bergantung pada-garis pembersihan berskala besar untuk menyediakan bahagian yang dicop untuk salutan, menggunakan jumlah air yang besar-yang mudah dicemari oleh logam dan serpihan lain, menjadikan rawatan sukar dan mahal.

Penyediaan pelekat adalah satu lagi kawasan aplikasi penting, terutamanya penteksanan laser. Dalam sesetengah kes, perumah mungkin perlu dipasang menggunakan pelekat khusus yang sepadan dengan permukaan dengan tekstur atau corak tertentu. Pembuatan pad brek menggunakan teknologi yang sama: sebelum meletakkan pad brek, laser mentekstur permukaan logam.

Kelajuan dan kelebihan kualiti kimpalan laser terkenal, itulah sebabnya ia semakin muncul di bengkel. Jadi, bolehkah pentekstur laser menggantikan sandblasting?

Peralatan automatik berprestasi baik dalam-volume, rendah{1}}senario campuran-terutama untuk bahagian dengan bentuk geometri yang ringkas. Walau bagaimanapun, apabila bahagian menjadi semakin kompleks dan pemasangan bahagian semakin besar, kesukaran automasi juga meningkat. Ini berkaitan dengan sifat penteksunan laser: idealnya, pancaran laser hendaklah berserenjang dengan permukaan logam-atau sehampir mungkin dengan serenjang.

Pembersihan dan penteksunan laser tidak sesuai untuk semua keadaan; kebolehgunaannya bergantung pada jenis bahan cemar yang akan dibuang dan keperluan rawatan permukaan. Contohnya, laser tidak begitu berkesan untuk mengalih keluar lapisan oksida tebal daripada-plat keluli tergelek-panas, terutamanya dalam persekitaran automatik yang memerlukan daya pemprosesan yang tinggi.

Namun begitu, pembersihan dan penteksunan laser masih menunjukkan potensi yang sangat besar, terutamanya dalam industri yang bergelut untuk mencari pekerja mahir. Peletupan pasir dan pembersih kimia sering menjadikan persekitaran kerja kurang ideal.

Menggantikan semua media dan bahan kimia yang melelas dengan laser-melalui protokol keselamatan yang betul (termasuk peralatan pelindung diri, langkah keselamatan laser dan penutup berkunci dengan laser-kaca selamat yang sesuai)-boleh mengubah bengkel kilang menjadi tempat kerja yang lebih bersih dan menarik. Bagi industri yang sentiasa mencari cara baharu untuk menarik pekerja, mewujudkan persekitaran kerja yang lebih baik sudah pasti idea yang baik.