Le macchine per la pulizia laser sono sempre più ampiamente utilizzate nelle applicazioni industriali

Sebbene le applicazioni dei laser nel taglio, perforazione e saldatura siano ben note, la loro applicazione nella pulizia industriale è relativamente nuova e ha uno spazio ampio e inesplorato.

Le applicazioni di pulizia laser sono guidate principalmente dalla necessità del mercato di un metodo di pulizia non tossico e non abrasivo che possa essere utilizzato come alternativa ai metodi di pulizia chimica, pulizia delle mani e pulizia a getto abrasivo utilizzati in precedenza.

Vantaggi della pulizia laser

I principali problemi con i metodi di pulizia tradizionali includono: impatto negativo sull'ambiente e usura del supporto. I sistemi di sabbiatura abrasiva generano grandi quantità di rifiuti e possono danneggiare le delicate superfici dei supporti; la pulizia con solventi chimici produce vapori e rifiuti liquidi potenzialmente pericolosi.

Le carenze dei metodi di pulizia tradizionali hanno spinto l'applicazione della tecnologia laser nel campo della pulizia delle superfici. Grazie ai suoi numerosi vantaggi, la pulizia laser è oggi il metodo più efficace per rimuovere le sostanze indesiderate dalla superficie dei materiali.

I principali vantaggi dell'utilizzo di un detergente laser nelle applicazioni di pulizia delle superfici includono:

• Metodi di pulizia automatizzati

• Ridurre la quantità di rifiuti

• Migliorare la sicurezza

• Non sono richiesti prodotti chimici o sabbiatura

• Processo di pulizia non abrasivo e senza contatto

Applicazione della macchina per la pulizia laser

1. Lucidatura delle superfici e rimozione della ruggine nella produzione dell'acciaio

La pulizia laser è anche un metodo efficace ed efficiente per rimuovere ruggine e strati di ossido dalla superficie dei materiali metallici. Gli strati di ruggine e ossido sono contaminanti che si formano sulle superfici metalliche a causa di processi naturali o artificiali. Quando i metalli sono esposti all'umidità, reagiscono con l'acqua per formare ossido ferroso, che arrugginisce. Questa ruggine può degradare il metallo, rendendolo inadatto all'uso in molte applicazioni.

D'altra parte, a causa del processo di trattamento termico, sulla superficie del metallo si forma uno strato di ossido che scolorisce la superficie del metallo e ostacola le successive operazioni di finitura.

Per rimuovere questi depositi superficiali indesiderati, sono necessari trattamenti di decalcificazione per fornire una superficie liscia per la prefinitura e la finitura, come la galvanica.

I metodi tradizionali di rimozione della ruggine e delle incrostazioni includono metodi fisici come sabbiatura, lucidatura, dispositivi di raschiatura, spurgo aggiuntivo e spazzolatura metallica, ecc. Esistono anche metodi chimici come l'uso di sostanze chimiche alcaline o acide per rimuovere gli strati di ossido. Tuttavia, questi metodi non solo causano inquinamento ambientale, ma danneggiano anche il metallo di base.

Per evitare questi inconvenienti, la pulizia laser è diventata il metodo d'elezione per le operazioni di ruggine e disincrostazione. Lo strato di ruggine/strato di ossido viene rimosso irradiando un raggio laser con un'elevata potenza di picco e un'elevata frequenza di ripetizione sullo strato di ruggine.

Il laser deve essere sparato a brevi impulsi per evitare danni al metallo di base. La ruggine assorbe rapidamente l'energia del raggio laser, provocando un aumento della temperatura. Una volta che la temperatura è abbastanza alta, la ruggine si scioglierà e alla fine evaporerà.

I laser a fibra pulsata sono preferiti in quanto offrono un maggiore controllo su potenza, lunghezza d'onda e durata dell'impulso, consentendo allo strato di ruggine/ossido di evaporare senza causare danni al materiale del substrato.

La pulizia laser può essere utilizzata anche per la pulizia delle superfici. Prima di applicare un rivestimento protettivo resistente alla corrosione alle parti in acciaio, la superficie della parte deve essere pulita e priva di contaminanti.

La pulizia/preparazione della superficie richiede la rimozione di tutta la contaminazione dalla superficie delle parti in acciaio in preparazione per l'applicazione di un rivestimento protettivo. Questi contaminanti includono oli, grassi, strati di ossido, idrati, shop primer e altro ancora.

Poiché la pulizia con laser a fibra utilizza un metodo non abrasivo e senza contatto che non prevede solventi, prodotti chimici o fluidi abrasivi, è ideale per la preparazione della pulizia delle superfici e la rimozione di ruggine/incrostazioni. Il processo di pulizia può essere eseguito su piccola o grande scala e il processo di pulizia può essere automatizzato. La pulizia laser è un metodo di rimozione della ruggine rispettoso dell'ambiente ed economico che prepara le parti per un rivestimento protettivo.

2. Pulizia del gruppo anodo

L'industria della fusione dell'alluminio utilizza blocchi di carbonio come anodi "sacrificali" nella produzione primaria di alluminio. La qualità dell'anodo ha un impatto sugli aspetti ambientali, economici e tecnici della produzione di alluminio. Una piccola frazione della potenza della cella viene utilizzata per vincere la resistenza dell'anodo precotto.

La presenza di sporco e altri contaminanti aumenta la resistenza dell'anodo, il che porta a un maggiore consumo di energia della batteria. La presenza di contaminanti riduce anche la vita dell'anodo aumentando la velocità con cui viene consumato durante il processo di fusione. Dal punto di vista dell'efficienza, è necessario pulire e rimuovere tutti i contaminanti dalla superficie del gruppo anodico prima dell'uso nelle operazioni di fusione dell'alluminio.

Inoltre, i gruppi di anodi sono strumenti preziosi che possono essere riutilizzati, ma i loro componenti principali devono essere gestiti in modo accurato e accurato in condizioni specifiche.

La pulizia laser può soddisfare condizioni specifiche per il riutilizzo dei gruppi anodici. La pulizia laser può essere utilizzata per:

◎ Rimuovere i residui del fondo di carbonio

◎ Pulire l'asta del catodo

◎ Rimuovere la contaminazione dall'involucro e dall'asta corta

3. Preparazione per l'incollaggio dei metalli

Per migliorare la stabilità del processo, l'adesione superficiale e una migliore qualità di saldatura, le superfici dei materiali metallici da unire devono essere preparate prima dell'applicazione della saldatura e di altre tecniche di giunzione.

Senza la necessaria pulizia delle superfici metalliche, le giunture e le cuciture sono soggette a degrado, maggiore usura e persino guasti catastrofici. La pulizia laser può essere utilizzata per trattare le superfici prima della giunzione, ottenendo un'eccellente forza di adesione, una migliore resistenza alla corrosione e durata.

Il detergente laser è adatto per la preparazione dell'adesione perché rimuove gli ossidi e altri contaminanti come grasso e ossidi che possono ridurre la forza dell'adesione. La pulizia laser è particolarmente utile per applicazioni che coinvolgono superfici curve o per la pulizia di parti con geometrie tridimensionali molto complesse.

Uno dei principali vantaggi della pulizia laser è la capacità di ottimizzare la sua potenza e lunghezza d'onda per correzioni precise ai metalli utilizzati per la microstrutturazione, come magnesio e alluminio. Conferisce inoltre un'elevata resistenza alla corrosione al materiale, garantendo legami stabili e duraturi.

Negli ultimi anni, i metodi di incollaggio sono stati sempre più utilizzati nelle applicazioni di progettazione strutturale, piuttosto che nelle tradizionali tecniche di giunzione come la rivettatura e la saldatura. Questo perché il metodo di incollaggio presenta molti vantaggi rispetto alle tecniche convenzionali.

Questi vantaggi includono distribuzione uniforme delle sollecitazioni, riduzione della corrosione, alleggerimento strutturale, smorzamento delle vibrazioni e isolamento acustico. Tuttavia, questi vantaggi possono essere raggiunti solo se le superfici da incollare vengono accuratamente pulite.

La pulizia laser è l'ideale per tali applicazioni in quanto rimuove accuratamente olio, ruggine, rivestimenti protettivi e altri contaminanti dalla spedizione senza causare danni al materiale del substrato.

4. Pretrattamento per brasatura e saldatura

La pulizia laser ha anche dimostrato di essere efficace nelle applicazioni di pretrattamento per saldatura e brasatura. Nella costruzione navale, nella produzione di utensili di precisione, nell'industria automobilistica e in altri settori correlati, le superfici in alluminio e acciaio devono essere preparate prima di poter essere saldate.

La preparazione alla saldatura laser è una delle tante applicazioni della pulizia laser per aiutare a rimuovere metalli ferrosi e non ferrosi, lubrificanti e altri contaminanti dalle superfici di metallo e alluminio in preparazione per una saldatura di alta qualità. Garantisce inoltre saldature lisce e non porose.

Se utilizzato nel pretrattamento per saldatura e brasatura, la pulizia laser effettua le seguenti operazioni:

◎ Rimuove a fondo lo shop primer, gli strati idratanti e di ossido

◎ Rimuovere le macchie di grasso e olio

Oltre alla preparazione alla saldatura e alla brasatura, i laser possono essere utilizzati per rimuovere residui di saldatura come materiali residui di fondente e ossido, nonché macchie di calore sui giunti saldati finiti.

I vantaggi dell'utilizzo della pulizia laser nel pretrattamento di saldatura e brasatura includono:

◎ Lunghezza d'onda e potenza regolabili per un'elaborazione precisa delle superfici dei giunti in vari intervalli di spessore del materiale

◎ Nessun danno al materiale di base (cioè lo strato zincato della lamiera d'acciaio)

5. Rimozione topica del rivestimento

La pulizia laser è particolarmente efficace nelle applicazioni che richiedono la rimozione parziale di vernice o rivestimenti dalle superfici. Può essere utilizzato su quasi tutti i tipi di superficie, anodizzati chimicamente, ossidati o organici. La pulizia laser rimuove i rivestimenti e le vernici mantenendo l'integrità dei materiali del substrato nell'industria automobilistica e aerospaziale.

Per le applicazioni di rimozione del rivestimento, i laser a fibra sono la prima scelta. Superano alcune delle sfide intrinseche affrontate in passato nelle applicazioni di rivestimento topico rimuovendo con precisione il rivestimento in un'area specifica. I laser possono essere utilizzati per:

◎ Trattamento preciso delle superfici funzionali e di design

◎ Creare gabbie di Faraday e contatti di continuità per l'industria aerospaziale

◎ Rimozione parziale della vernice per compatibilità elettromagnetica

◎ Fornire giunzione per il collegamento del cavo

◎ Rivestimenti di nastri nell'industria elettronica e automobilistica

La pulizia laser manuale è molto efficace in situazioni in cui le saldature critiche su strutture/parti verniciate devono essere rimosse per l'ispezione. I laser possono rimuovere i rivestimenti senza la necessità di utensili manuali o elettrici, abrasivi o prodotti chimici che possono nascondere aree problematiche e causare ulteriori danni alla superficie.

6. Rimozione selettiva della vernice

La rimozione selettiva della vernice è una delle tante applicazioni della pulizia laser. Nell'industria automobilistica e aerospaziale, a volte è necessario rimuovere lo strato superiore di vernice proteggendo il primer. In genere, il rivestimento superiore esposto alle intemperie su un veicolo deve essere completamente rimosso prima di applicare nuova vernice.

Poiché le proprietà fisiche e chimiche dello strato superiore di vernice sono diverse dal primer, la potenza e la frequenza del laser possono essere impostate per rimuovere solo lo strato superiore di vernice.

Poiché il laser non ha effetti meccanici, chimici o termici sul primer, il primer rimane intatto. Ciò garantisce la resistenza alla corrosione del primer. Quando è necessario metallo nudo tra le parti per ottenere un contatto elettrico metallo-metallo, il processo di pulizia laser è il migliore perché consente di risparmiare tempo e materiali e migliora la qualità della superficie del prodotto finito.

Attualmente, il pulitore laser portatile viene utilizzato principalmente per pulire ruggine, vernice, ecc. Sulla superficie di piccole parti. Ovviamente questa macchina è molto probabilmente adatta anche per la pulizia di grandi superfici e grandi attrezzature/strutture. Con gli attuali progressi nel campo, queste visioni dovrebbero diventare una realtà nel prossimo futuro.