U kompozitnoj proizvodnji materijala čišćenje plijesni uvijek je bio neizbježan korak. Tradicionalne metode čišćenja dugotrajna i naporna, a mogu čak i oštetiti kalupe. Sada sve više tvrtki počinje koristiti lasersko čišćenje kao zamjenu za tradicionalno čišćenje. Laserska tehnologija čišćenja nudi prednosti poput visoke razine automatizacije i visoke učinkovitosti čišćenja. To ne samo da značajno poboljšava učinkovitost proizvodnje i smanjuje troškove, već i povećava radno okruženje i zdravstvene stanja operatora.
Koji su kompozitni materijali?
Kompozitni materijali su novi materijali formirani kombiniranjem dva ili više materijala s različitim svojstvima. Posjeduju prednosti kao što su lagana, visoka čvrstoća i otpornost na koroziju, čineći ih široko korištenim u industrijama poput zrakoplovne, automobilske, željezničke tranzita i vjetroelektrane. Budući da ove industrije zahtijevaju materijale veće performanse, upotreba kompozitnih materijala postaje sve rasprostranjenija, što dovodi do strožih zahtjeva za površinskom obradom.
Kompozitni kalupi materijala dolaze u različitim veličinama i geometrijskim oblicima, izrađenim od raznih materijala, uključujući čelik, aluminij i volfram. Tradicionalno, plijesni su očišćeni ručnim metodama mljevenja, eksplozijom medija ili kemijskim tvarima. Međutim, ove tehnike također predstavljaju vlastite izazove.
Na primjer, mljevenje može stvoriti prašinu i isparljive tvari, što može negativno utjecati na zdravlje radnika. Također može dovesti do razgradnje površine kalupa, preranog habanja i nakupljanja ostataka. Uz to, eksplozija medija ili upotreba kemijskih tvari su oštri i agresivni procesi koji s vremenom mogu oštetiti plijesan i izmijeniti svoj oblik.
Laserski sustav čišćenja uklanja hrđu i onečišćenja s površine noža turbine motora zrakoplova
Lasersko čišćenje nudi alternativnu otopinu koja koristi visokoenergetske svjetlosne impulse za precizno uklanjanje smole, proizvodnih ostataka, sredstava za oslobađanje, oksida, ulja i drugih neželjenih tvari. Ova tehnologija osigurava da temeljni supstrat ostaje neoštećen, značajno proširujući radni vijek kalupa.
Princip laserskog čišćenja
Lasersko čišćenje djeluje na temelju principa ablacije, koristeći nanosekund laserske impulse za ozračivanje ciljane površine. Ovaj postupak kombinira fizičke učinke poput toplinske ablacije, fotodekompozicije i udarnih valova za uklanjanje onečišćenja. Operatori mogu prilagoditi parametre poput valne duljine, trajanja impulsa i intenziteta energije prema materijalu kalupa, osiguravajući uklanjanje samo onečišćenja bez utjecaja na supstrat. Budući da različiti materijali apsorbiraju lasersku energiju u različitim stupnjevima, laserski parametri se podešavaju na temelju materijala kalupa.
Trenutno je čišćenje lasera prvenstveno podijeljeno u dva načina: pulsirani način rada i kontinuirani valni način:
Pulsirani laser: emitira kratke i intenzivne impulse laserske energije, što rezultira malim područjem toplinskog utjecaja. Pogodan je za uklanjanje tankih filmova, zaostala ljepila, sredstva za otpuštanje i druga lagana zagađivača, posebno na termički osjetljivim kompozitnim materijalima poput ugljičnih vlakana i staklenih vlakana. U aplikacijama s visokim potražnjom poput zrakoplovne, proizvodnje kalupa i preciznog inženjerstva, gdje je zaštita supstrata kritična, naširoko se koriste impulsni laseri.
100W-300W pulsiranog laserskog čistača
Kontinuirani valni laser: proizvodi stabilan, kontinuirani snop svjetlosti, što ga čini idealnim za teške zadatke čišćenja, poput uklanjanja hrđe, boje i drugih premaza s metalnih površina. Za velike, jako kontaminirane ili visoko učinkovite zadatke industrijskog čišćenja (npr. Čelična struktura uklanjanja hrđe i održavanja stare opreme), kontinuirani valni laserski način rada nudi bolju isplativost.
1000W-3000W stroj za lasersko čišćenje kontinuiranog vala
Dva načina nisu međusobno isključiva, već komplementarni izbori prilagođeni različitim scenarijima aplikacije.
Razlike u principima rada:
| Parametar | Kontinuirani laser | Pulsirani laser |
| Energetski izlazni način | Stabilan i kontinuirani izlaz | Kratki impulsi s visokom vršnom snagom (razina nanosekunde) |
| Efekt toplinske akumulacije | Visoka (zahtijeva strogu kontrolu brzine skeniranja) | Izuzetno nisko (pogodno za precizne komponente) |
| Gustoća najveće snage | Obično <1 × 10⁶ w/cm² | Može doći do 1 × 10⁹ w/cm² |
Usporedba tipičnih tehničkih parametara:
| Indeks | Kontinuirani laser (3000W CW) | Pulsirani laser (300W MOPA) |
| Učinkovitost čišćenja (m²/h) | 8-12 | 2-4 |
| Promjer spota | Podesivo od 0,2-3 mm | Podesivo od 0,05-0,5 mm |
| Mogućnost uklanjanja debljine sloja | Manje od ili jednako 150 μm | Manje od ili jednako 50 μm |
| Omjer potrošnje energije (KW · H/m²) | 1.8-2.2 | 3.5-4.0 |
Razvoj tehnologije laserskog čišćenja
Tehnologija laserskog čišćenja nastala je iz izuma lasera 1960. godine i prvi put je istražena za upotrebu u čišćenju površine artefakata u 1970 -ima. Od tada se tehnologija kontinuirano razvijala, počevši od ranih pulsiranih rubin lasera, a slijede ga plinski laseri (poput lasera Co₂-a) i konačno dosežući današnje široko korištene lasere vlakana od čvrstog stanja.
Laseri vlakana, zbog svog kompaktnog dizajna, visoke učinkovitosti, dugog životnog vijeka i snažne svestranosti, postali su popularan izbor za čišćenje plijesni u proizvodnji kompozitnih materijala. Za veliku opremu ili morske strukture, poput uklanjanja boja i uklanjanja hrđe, kao i obnove i održavanja tvorničkih kalupa i strojeva, kontinuirani vlaknasti laseri mogu utjecati na svoje visoko učinkovite mogućnosti čišćenja.
Tehnologija za zadovoljavanje različitih potreba za čišćenjem plijesni
Lasersko čišćenje može precizno čistiti metale, plastiku i kompozitne materijale, što je dovelo do svoje široke primjene u industrijskoj proizvodnji. Uz to, sve veća potražnja za sustavima laserskog čišćenja velike snage, zajedno s prelaskom prema ekološki prihvatljivim i nerazorna metodama čišćenja, kao i hibridnim tehnologijama za obradu, dovela je do automatiziranih rješenja.
Lasersko čišćenje je dinamična i brzo rastuća tehnologija koju proizvođači sve više prihvaćaju. Njegove prednosti i primjene su opsežne i nastavljaju se razvijati, omogućujući visoku preciznost i učinkovitost prilikom čišćenja alata i komponenti. Osobito u proizvodnji kompozitnih materijala, lasersko čišćenje učinkovito uklanja epoksidne smole, poliestere, vinilne esterske smole, sredstva za oslobađanje i druge onečišćenja, štiteći na taj način temeljnu strukturu plijesni. To znači da se alati mogu ponovo upotrijebiti više puta, što proizvodne cikluse čine učinkovitijim.
Raznolikata rješenja
Kada je u pitanju lasersko čišćenje, King's Laser ne samo da ima duboku stručnost u poznatim poljima kao što su rezanje, graviranje i upravljanje sustavima označavanja, već je razvio i razna rješenja, uključujući čišćenje lasera, zavarivanje i inteligentnu kontrolu, obuhvaćajući širok raspon scenarija industrijskih primjena.
Kao praktičar u laserskoj industriji, sustav čišćenja lasera koji je razvio King's Laser konkretna je manifestacija ove učinkovite filozofije čišćenja. Pruža precizna i ekološki prihvatljiva rješenja za čišćenje za kompozitne materijalne kalupe i razne industrijske komponente, pomažući kupcima da smanje operativne troškove i poboljšaju učinkovitost proizvodnje.