La pulizia laser industriale è il processo che utilizza un raggio laser per pulire una superficie solida e rimuovere le sostanze indesiderate. Dato che il prezzo delle sorgenti laser a fibra è diminuito drasticamente negli ultimi anni, i pulitori laser, progettati per aiutare gli utenti a pulire in modo efficiente tramite laser, soddisfano sempre più esigenze di mercato e prospettive applicative, come la pulizia dei processi di stampaggio a iniezione, la rimozione di pellicole sottili o superfici come olio e grasso, e molto altro. In questo articolo tratteremo i seguenti argomenti:
Elenco dei contenuti(clicca per trovare rapidamente ⇩)
Cos'è la pulizia laser?
Tradizionalmente, per rimuovere ruggine, vernice, ossido e altri contaminanti dalla superficie metallica, si ricorre alla pulizia meccanica, chimica o a ultrasuoni. L'applicazione di questi metodi è tuttavia molto limitata in termini di ambiente e requisiti di elevata precisione.
Processo di pulizia laser.
Negli anni '80, gli scienziati scoprirono che illuminando la superficie arrugginita del metallo con energia laser ad alta concentrazione, la sostanza irradiata subisce una serie di complesse reazioni fisiche e chimiche come vibrazione, fusione, sublimazione e combustione. Di conseguenza, i contaminanti vengono rimossi dalla superficie del materiale. Questo metodo di pulizia semplice ma efficace è la pulizia laser, che ha gradualmente sostituito i metodi di pulizia tradizionali in molti settori, offrendo numerosi vantaggi e promettendo ampie prospettive per il futuro.
Come funzionano le macchine per la pulizia laser?
Macchina per la pulizia laser
I pulitori laser sono composti da quattro parti: ilSorgente laser a fibra (laser continuo o pulsato), scheda di controllo, pistola laser portatile e refrigeratore d'acqua a temperatura costanteLa scheda di controllo per la pulizia laser funge da cervello dell'intera macchina e impartisce i comandi al generatore laser a fibra e alla pistola laser portatile.
Il generatore laser a fibra produce una luce laser ad alta concentrazione che, attraverso il mezzo conduttore in fibra, raggiunge la pistola laser portatile. Il galvanometro di scansione, uniassiale o biassiale, integrato nella pistola laser, riflette l'energia luminosa sullo strato di sporco del pezzo. Grazie a una combinazione di reazioni fisiche e chimiche, ruggine, vernice, grasso, rivestimenti e altre contaminazioni vengono rimosse facilmente.
Analizziamo più nel dettaglio questo processo. Le complesse reazioni coinvolte con l'uso divibrazione dell'impulso laser, l'espansione termicadi particelle irradiate,fotodecomposizione molecolarecambiamento di fase, ola loro azione combinataPer superare la forza di adesione tra lo sporco e la superficie del pezzo, il materiale bersaglio (lo strato superficiale da rimuovere) viene riscaldato rapidamente assorbendo l'energia del raggio laser e sublimando, in modo che lo sporco dalla superficie scompaia, ottenendo così la pulizia desiderata. Grazie a questo processo, la superficie del substrato assorbe ZERO energia, o pochissima, e la luce del laser a fibra non la danneggia in alcun modo.
Scopri di più sulla struttura e sul principio di funzionamento del pulitore laser portatile.
Tre reazioni della pulizia laser
1. Sublimazione
La composizione chimica del materiale di base e del contaminante è diversa, così come il tasso di assorbimento del laser. Il substrato di base riflette oltre il 95% della luce laser senza subire danni, mentre il contaminante assorbe la maggior parte dell'energia laser e raggiunge la temperatura di sublimazione.
Schema del meccanismo di pulizia laser
2. Espansione termica
Le particelle inquinanti assorbono l'energia termica e si espandono rapidamente fino al punto di scoppio. L'impatto dell'esplosione vince la forza di adesione (la forza di attrazione tra sostanze diverse) e, di conseguenza, le particelle inquinanti si staccano dalla superficie del metallo. Poiché il tempo di irradiazione laser è molto breve, è possibile produrre istantaneamente una grande accelerazione della forza d'impatto esplosiva, sufficiente a fornire un'accelerazione adeguata alle particelle fini per staccarle dal materiale di base.
Diagramma di interazione della forza di pulizia laser pulsata
3. Vibrazione a impulsi laser
La durata dell'impulso del raggio laser è relativamente breve, quindi l'azione ripetuta dell'impulso creerà vibrazioni ultrasoniche che puliranno il pezzo in lavorazione, e l'onda d'urto frantumerà le particelle inquinanti.
Meccanismo di pulizia a raggio laser pulsato
Vantaggi della macchina per la pulizia laser a fibra
Poiché la pulizia laser non richiede solventi chimici o altri materiali di consumo, è ecologica, sicura da utilizzare e offre numerosi vantaggi:
✔La polvere solida è costituita principalmente dagli scarti di pulizia, ha un volume ridotto ed è facile da raccogliere e riciclare.
✔Il fumo e la cenere generati dal laser a fibra sono facilmente aspirabili tramite un sistema di aspirazione e non sono dannosi per la salute umana.
✔Pulizia senza contatto, nessun residuo di prodotto, nessun inquinamento secondario.
✔Pulire solo la zona interessata (ruggine, olio, vernice, rivestimento) non danneggerà la superficie del substrato
✔L'elettricità è l'unico consumo, con bassi costi di esercizio e manutenzione.
✔Adatto a superfici difficili da raggiungere e a strutture complesse di manufatti.
✔Il robot per la pulizia laser automatica è opzionale e sostituisce la pulizia manuale.
Per rimuovere contaminanti come ruggine, muffa, vernice, etichette di carta, polimeri, plastica o qualsiasi altro materiale superficiale, i metodi tradizionali – sabbiatura e incisione chimica – richiedono una manipolazione e uno smaltimento specializzati dei materiali abrasivi e possono talvolta essere estremamente pericolosi per l'ambiente e per gli operatori. La tabella seguente elenca le differenze tra la pulizia laser e altri metodi di pulizia industriale.
| Pulizia laser | Pulizia chimica | Lucidatura meccanica | Pulizia con ghiaccio secco | Pulizia a ultrasuoni | |
| Metodo di pulizia | Laser senza contatto | Solvente chimico, contatto diretto | Carta abrasiva, contatto diretto | Ghiaccio secco, senza contatto | Detergente, contatto diretto |
| Danni materiali | No | Sì, ma raramente | SÌ | No | No |
| Efficienza di pulizia | Alto | Basso | Basso | Moderare | Moderare |
| Consumo | Elettricità | Solvente chimico | Carta abrasiva/Mola abrasiva | ghiaccio secco | Detergente solvente |
| Risultato della pulizia | immacolata | regolare | regolare | eccellente | eccellente |
| danni ambientali | Rispettoso dell'ambiente | Inquinato | Inquinato | Rispettoso dell'ambiente | Rispettoso dell'ambiente |
| Operazione | Semplice e facile da imparare | Procedura complessa, richiede operatore specializzato. | è richiesto un operatore qualificato | Semplice e facile da imparare | Semplice e facile da imparare |
Cerchi un metodo ideale per rimuovere i contaminanti senza danneggiare il substrato?
▷ Macchina per la pulizia laser
Procedure di pulizia laser
•rimozione della ruggine tramite laser
• rivestimento rimovibile con laser
• saldatura per pulizia laser
• Pulizia laser dello stampo a iniezione
• rugosità superficiale laser
• artefatto della pulizia laser
• Rimozione della vernice con laser…
Pulizia laser nell'uso pratico
FAQ
Sì, è assolutamente sicuro. Il segreto sta nelle diverse percentuali di assorbimento del laser: il materiale di base riflette oltre il 95% dell'energia laser, assorbendo pochissimo calore. I contaminanti (ruggine, vernice) assorbono invece la maggior parte dell'energia. Grazie al controllo preciso degli impulsi, il processo agisce solo sulle sostanze indesiderate, evitando qualsiasi danno alla struttura o alla qualità della superficie del substrato.
È in grado di gestire in modo efficiente un'ampia gamma di contaminanti industriali.
- Ruggine, ossidi e corrosione sulle superfici metalliche.
- Vernici, rivestimenti e pellicole sottili provenienti da pezzi lavorati.
- Olio, grasso e macchie nei processi di stampaggio a iniezione.
- Residui di saldatura e piccole bave prima e dopo la saldatura.
- Non è limitato ai metalli: funziona anche su alcune superfici non metalliche per rimuovere contaminanti leggeri.
È molto più ecologico della pulizia chimica o meccanica.
- Nessun solvente chimico (evita l'inquinamento del suolo e dell'acqua) né materiali di consumo abrasivi (riduce gli sprechi).
- I rifiuti sono costituiti principalmente da polveri solide di piccole dimensioni o da una quantità minima di fumo, facilmente raccoglibili tramite aspiratori di fumi.
- Utilizza esclusivamente energia elettrica, non necessita di smaltimento di rifiuti pericolosi e rispetta rigorosi standard ambientali industriali.
Data di pubblicazione: 08-lug-2022