Pri výrobe kompozitných materiálov bolo čistenie plesní vždy nevyhnutným krokom. Tradičné čistiace metódy sú časovo náročné a náročné na prácu a môžu dokonca poškodiť formy. Teraz čoraz viac spoločností začína používať čistenie laserom ako náhradu za tradičné čistenie. Technológia čistenia laserom ponúka výhody, ako je vysoká úroveň automatizácie a vysoká účinnosť čistenia. To nielen významne zlepšuje efektívnosť výroby a znižuje náklady, ale tiež zvyšuje pracovné prostredie a zdravotné podmienky operátorov.
Čo sú kompozitné materiály?
Kompozitné materiály sú nové materiály tvorené kombináciou dvoch alebo viacerých materiálov s rôznymi vlastnosťami. Majú výhody, ako je napríklad ľahká, vysoká pevnosť a odolnosť proti korózii, vďaka čomu sú široko používané v odvetviach, ako je letectvo, automobilový priemysel, železničná tranzita a veterná energia. Pretože tieto odvetvia vyžadujú materiály s vyššou výkonnosťou, používanie kompozitných materiálov sa stáva čoraz častejšie, čo vedie k prísnym požiadavkám na povrchové ošetrenie.
Kompozitné formy materiálu sa dodávajú v rôznych veľkostiach a geometrických tvaroch vyrobených z rôznych materiálov vrátane ocele, hliníka a volfrámovej ocele. Tradične sa formy vyčistili pomocou manuálnych metód mletia, otryskania médií alebo chemických látok. Tieto techniky však predstavujú aj svoje vlastné výzvy.
Napríklad brúsenie môže vytvárať prachové a prchavé látky, ktoré môžu mať negatívny vplyv na zdravie pracovníkov. Môže tiež viesť k degradácii povrchu plesní, predčasnému opotrebeniu a akumulácii zvyškov. Okrem toho sú otryskanie médií alebo používanie chemických látok tvrdé a agresívne procesy, ktoré môžu v priebehu času poškodiť pleseň a zmeniť jej tvar.
Systém čistenia laserov odstraňuje hrdzu a kontaminanty z povrchu lopatiek motorového motora turbíny
Laserové čistenie ponúka alternatívne riešenie, ktoré využíva vysokoenergetické svetelné impulzy na presné odstránenie živice, výrobné zvyšky, uvoľňovacie činidlá, oxidy, oleje a iné nežiaduce látky. Táto technológia zaisťuje, že základný substrát zostáva nepoškodený a výrazne rozširuje životnosť plesní.
Princíp čistenia laserom
Laserové čistenie funguje na základe zásady ablácie pomocou nanosekundových laserových impulzov na ožiarenie cieľovej plochy. Tento proces kombinuje fyzikálne účinky, ako je tepelná ablácia, fotodekompozícia a nárazové vlny na odstránenie kontaminantov. Prevádzkovatelia môžu upravovať parametre, ako je vlnová dĺžka, trvanie impulzov a intenzita energie podľa materiálu formy, čím sa zabezpečí, že sa odstránia iba kontaminanty bez ovplyvnenia substrátu. Pretože rôzne materiály absorbujú laserovú energiu v rôznej miere, laserové parametre sa upravujú na základe materiálu formy.
V súčasnosti je čistenie laserom primárne rozdelené do dvoch režimov: pulzný režim a režim kontinuálnej vlny:
Pulzný laser: Emituje krátke a intenzívne impulzy laserovej energie, čo vedie k malej oblasti tepelného nárazu. Je vhodný na odstránenie tenkých filmov, zvyškových lepidiel, uvoľňovacích látok a iných kontaminantov svetla, najmä na tepelne citlivých kompozitných materiáloch, ako sú uhlíkové vlákniny a sklenené vlákniny. V aplikáciách s vysokým dopytom, ako je letecký priestor, výroba plesní a presné inžinierstvo, kde je ochrana substrátu kritická, sa široko používajú pulzné lasery.
100W-300 W pulzované vlákno laserové čistiteľ
Laser s kontinuálnym vlnom: Vytvára stabilný, kontinuálny lúč svetla, vďaka čomu je ideálny pre vysoké čistiace úlohy, ako je odstránenie hrdze, farby a ďalšie povlaky z kovových povrchov. Pre rozsiahle, silne kontaminované alebo vysoko účinné úlohy priemyselného čistenia (napr. Odstraňovanie hrdze oceľovej štruktúry a údržba starého zariadenia) ponúka laserový režim súvislého vlny lepšiu nákladovú efektívnosť.
1000W-3000W Continul-Wave Laser Cleaning stroj
Tieto dva režimy sa vzájomne nevylučujú, ale skôr doplnkové možnosti prispôsobené rôznym scenárom aplikácií.
Rozdiely v pracovných zásadách:
| Parameter | Nepretržitý laser | Pulzný laser |
| Režim energie | Stabilný výstup | Krátke impulzy s vysokým maximálnym výkonom (Nanosekundová úroveň) |
| Efekt tepelnej akumulácie | Vysoká (vyžaduje prísnu kontrolu rýchlosti skenovania) | Extrémne nízky (vhodný pre presné komponenty) |
| Hustota | Zvyčajne <1 × 10⁶ w/cm² | Môže dosiahnuť 1 × 10 ⁹ w/cm² |
Porovnanie typických technických parametrov:
| Index | Kontinuálny laser (3000 W CW) | Pulzný laser (300 W MOPA) |
| Účinnosť čistenia (m²/h) | 8-12 | 2-4 |
| Bodový priemer | Nastaviteľné od 0,2 do 3 mm | Nastaviteľné od 0,05 do 0,5 mm |
| Schopnosť odstraňovania vrstvy | Menej ako alebo rovná 150 μm | Menej ako 50 μm |
| Pomer spotreby energie (KW · H/m²) | 1.8-2.2 | 3.5-4.0 |
Vývoj technológie čistenia laserom
Technológia čistenia laserom pochádza z vynálezu lasera v roku 1960 a bola prvýkrát preskúmaná na použitie pri čistení povrchu artefaktu v 70. rokoch 20. storočia. Odvtedy sa táto technológia neustále vyvíjala, počnúc skorými pulznými rubínymi lasermi, po ktorých nasledovali plynové lasery (ako sú lasery) a nakoniec dosiahli dnešné široko používané lasery vlákna z pevného stavu.
Vláknové lasery sa kvôli ich kompaktnému dizajnu, vysokej účinnosti, dlhej životnosti a silnej všestrannosti stali populárnou voľbou pre čistenie plesní vo výrobe kompozitných materiálov. Pre rozsiahle vybavenie alebo morské konštrukcie, ako je odstránenie farby a odstránenie hrdze, ako aj rekonštrukcia a údržba tovární formy a strojov, môžu nepretržité vláknité lasery využívať svoje vysoko efektívne čistiace schopnosti.
Technológia na uspokojenie rôznych potrieb čistenia plesní
Laserové čistenie môže presne čistiť kovy, plasty a kompozitné materiály, ktoré viedli k rozsiahlej aplikácii v priemyselnej výrobe. Zvyšujúci sa dopyt po vysoko výkonných laserových čistiacich systémoch spolu s posunom smerom k environmentálnym a nedeštruktívnym metódam čistenia, ako aj k hybridným technológiám spracovania, viedli k automatizovanejším riešeniam.
Laserové čistenie je dynamická a rýchlo rastúca technológia, ktorú čoraz viac prijímajú výrobcovia na celom svete. Jeho výhody a aplikácie sú rozsiahle a naďalej sa vyvíjajú, čo umožňuje vysokú presnosť a účinnosť pri čistení nástrojov a komponentov. Najmä pri výrobe kompozitných materiálov laserové čistenie účinne odstraňuje epoxidové živice, polyestery, vinylesterové živice, uvoľňovacie činidlá a ďalšie kontaminanty, čím chráni podkladovú štruktúru foriem. To znamená, že nástroje sa dajú znovu použiť viackrát, čo zvyšuje efektívnosť výrobných cyklov.
Diverzifikované riešenia
Pokiaľ ide o laserové čistenie, King's Laser má nielen hlboké odborné znalosti v dobre známych oblastiach, ako je rezanie, gravírovanie a označovanie riadiacich systémov, ale vyvinula aj rôzne riešenia vrátane laserového čistenia, zvárania a inteligentnej kontroly, pokrývajúce širokú škálu scenárov priemyselných aplikácií.
Ako praktizujúci v laserovom priemysle je systém čistenia laserom vyvinutý Kingovým laserom konkrétnym prejavom tejto efektívnej filozofie čistenia. Poskytuje presné a environmentálne čistiace riešenia pre kompozitné materiálové formy a rôzne priemyselné komponenty, čo zákazníkom pomáha znižovať prevádzkové náklady a zlepšiť efektívnosť výroby.