La limpieza láser industrial consiste en disparar un rayo láser sobre una superficie sólida para limpiarla y eliminar las sustancias no deseadas. Dado que el precio de la fuente láser de fibra ha bajado drásticamente en los últimos años, los limpiadores láser, diseñados para ayudar a los usuarios a limpiar con láser de forma eficiente, satisfacen las crecientes demandas del mercado y las perspectivas de aplicación, como la limpieza de procesos de moldeo por inyección, la eliminación de películas delgadas o superficies como aceite y grasa, y muchas más. En este artículo, abordaremos los siguientes temas:
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¿Qué es la limpieza láser?
Tradicionalmente, para eliminar óxido, pintura, óxido y otros contaminantes de la superficie metálica, se puede utilizar limpieza mecánica, química o ultrasónica. La aplicación de estos métodos es muy limitada en cuanto a las condiciones ambientales y los requisitos de alta precisión.
Proceso de limpieza láser.
En la década de 1980, los científicos descubrieron que al iluminar la superficie oxidada del metal con energía láser de alta concentración, la sustancia irradiada experimenta una serie de complejas reacciones físicas y químicas, como vibración, fusión, sublimación y combustión. Como resultado, los contaminantes se eliminan de la superficie del material. Este método de limpieza, sencillo pero eficiente, es la limpieza láser, que ha sustituido gradualmente a los métodos tradicionales en muchos campos, presentando numerosas ventajas y amplias perspectivas de futuro.
¿Cómo funcionan los limpiadores láser?
Máquina de limpieza láser
Los limpiadores láser se componen de cuatro partes: laFuente láser de fibra (láser continuo o pulsado), tablero de control, pistola láser portátil y enfriador de agua a temperatura constanteLa placa de control de limpieza láser actúa como el cerebro de toda la máquina y da la orden al generador láser de fibra y a la pistola láser portátil.
El generador láser de fibra produce luz láser de alta concentración que se transmite a través del medio conductor de fibra hasta la pistola láser portátil. El galvanómetro de barrido, uniaxial o biaxial, integrado en la pistola láser refleja la energía lumínica hacia la capa de suciedad de la pieza. Mediante una combinación de reacciones físicas y químicas, el óxido, la pintura, la suciedad grasa, la capa de recubrimiento y otros contaminantes se eliminan fácilmente.
Profundicemos en este proceso. Las complejas reacciones que conlleva el uso de...vibración del pulso láser, la expansión térmicade partículas irradiadas,fotodescomposición molecularcambio de fase, osu acción combinadaPara superar la fuerza de adhesión entre la suciedad y la superficie de la pieza de trabajo. El material objetivo (la capa superficial a eliminar) se calienta rápidamente absorbiendo la energía del rayo láser y cumple con los requisitos de sublimación, de modo que la suciedad de la superficie desaparece y se logra el resultado de la limpieza. Por ello, la superficie del sustrato absorbe CERO energía, o muy poca, y la luz láser de fibra no la daña en absoluto.
Obtenga más información sobre la estructura y el principio del limpiador láser portátil
Tres reacciones de la limpieza láser
1. Sublimación
La composición química del material base y del contaminante es diferente, al igual que la tasa de absorción del láser. El sustrato base refleja más del 95 % de la luz láser sin sufrir daños, mientras que el contaminante absorbe la mayor parte de la energía láser y alcanza la temperatura de sublimación.
Diagrama del mecanismo de limpieza láser
2. Expansión térmica
Las partículas contaminantes absorben la energía térmica y se expanden rápidamente hasta el punto de estallar. El impacto de la explosión supera la fuerza de adhesión (la fuerza de atracción entre diferentes sustancias), desprendiéndose así de la superficie del metal. Gracias a la brevedad del tiempo de irradiación láser, se puede producir instantáneamente una gran aceleración de la fuerza de impacto explosiva, suficiente para acelerar las partículas finas y separarlas de la adhesión al material base.
Diagrama de interacción de la fuerza de limpieza del láser pulsado
3. Vibración de pulso láser
El ancho de pulso del rayo láser es relativamente estrecho, por lo que la acción repetida del pulso creará una vibración ultrasónica para limpiar la pieza de trabajo y la onda de choque destruirá las partículas contaminantes.
Mecanismo de limpieza por haz láser pulsado
Ventajas de la máquina de limpieza láser de fibra
Debido a que la limpieza láser no requiere solventes químicos ni otros consumibles, es respetuosa con el medio ambiente, segura de utilizar y tiene muchas ventajas:
✔El polvo de soldar es principalmente el residuo después de la limpieza, de pequeño volumen y fácil de recolectar y reciclar.
✔El humo y las cenizas generados por el láser de fibra son fáciles de extraer mediante el extractor de humos y no son perjudiciales para la salud humana.
✔Limpieza sin contacto, sin residuos, sin contaminación secundaria.
✔Solo limpiar el objetivo (óxido, aceite, pintura, revestimiento) no dañará la superficie del sustrato.
✔La electricidad es el único consumo, con bajos costes de funcionamiento y de mantenimiento.
✔Adecuado para superficies de difícil acceso y estructuras de artefactos complejas.
✔El robot de limpieza láser automático es opcional y reemplaza la limpieza artificial.
Para eliminar contaminantes como óxido, moho, pintura, etiquetas de papel, polímeros, plástico o cualquier otro material de superficie, los métodos tradicionales (granallado y grabado químico) requieren un manejo y eliminación especializados de los medios y, en ocasiones, pueden resultar extremadamente peligrosos para el medio ambiente y los operadores. La siguiente tabla muestra las diferencias entre la limpieza láser y otros métodos de limpieza industrial.
| Limpieza láser | Limpieza química | Pulido mecánico | Limpieza con hielo seco | Limpieza ultrasónica | |
| Método de limpieza | Láser, sin contacto | Disolvente químico, contacto directo | Papel abrasivo, contacto directo | Hielo seco, sin contacto | Detergente de contacto directo |
| Daños materiales | No | Sí, pero rara vez | Sí | No | No |
| Eficiencia de limpieza | Alto | Bajo | Bajo | Moderado | Moderado |
| Consumo | Electricidad | Disolvente químico | Papel abrasivo/rueda abrasiva | Hielo seco | Detergente solvente |
| Resultado de la limpieza | impecabilidad | regular | regular | excelente | excelente |
| Daños ambientales | Respetuoso con el medio ambiente | Contaminado | Contaminado | Respetuoso con el medio ambiente | Respetuoso con el medio ambiente |
| Operación | Sencillo y fácil de aprender. | Procedimiento complicado, se requiere operador experto | Se requiere operador calificado | Sencillo y fácil de aprender. | Sencillo y fácil de aprender. |
Buscando una forma ideal de eliminar contaminantes sin dañar el sustrato
▷ Máquina de limpieza láser
Prácticas de limpieza con láser
•eliminación de óxido con láser
• Recubrimiento de eliminación por láser
• soldadura de limpieza láser
• limpieza láser de moldes de inyección
• Rugosidad de la superficie del láser
• artefacto de limpieza láser
• Eliminación de pintura con láser…
Limpieza láser en la práctica
Preguntas frecuentes
Sí, es completamente seguro. La clave reside en las diferentes tasas de absorción del láser: el material base refleja más del 95 % de la energía láser y absorbe poco o nada de calor. Los contaminantes (óxido, pintura) absorben la mayor parte de la energía. Gracias a un control preciso de pulsos, el proceso se centra únicamente en sustancias no deseadas, evitando así dañar la estructura del sustrato o la calidad de la superficie.
Maneja una amplia gama de contaminantes industriales de manera eficiente.
- Óxido, óxidos y corrosión en superficies metálicas.
- Pinturas, recubrimientos y películas delgadas de piezas de trabajo.
- Aceite, grasa y manchas en los procesos de moldeo por inyección.
- Residuos de soldadura y pequeñas rebabas antes y después de la soldadura.
- No se limita a los metales: también funciona en ciertas superficies no metálicas para contaminantes ligeros.
Es mucho más ecológico que la limpieza química o mecánica.
- Sin disolventes químicos (evita la contaminación del suelo y el agua) ni consumibles abrasivos (reduce los residuos).
- Los residuos son principalmente polvo sólido pequeño o humo mínimo, que es fácil de recoger mediante extractores de humos.
- Utiliza únicamente electricidad, por lo que no es necesario eliminar residuos peligrosos y cumple con estrictos estándares ambientales industriales.
Hora de publicación: 08-jul-2022