La pulizia laser industriale è il processo che consiste nell'emettere un raggio laser su una superficie solida per pulirla e rimuovere le sostanze indesiderate. Poiché il prezzo della sorgente laser a fibra è diminuito drasticamente negli ultimi anni, i pulitori laser, progettati per aiutare gli utenti a pulire con il laser in modo efficiente, soddisfano una domanda di mercato sempre più ampia e applicazioni promettenti, come la pulizia di 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:
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Che cos'è la pulizia laser?
Tradizionalmente, per rimuovere ruggine, vernice, ossido e altri contaminanti dalla superficie metallica, si possono utilizzare la pulizia meccanica, chimica o a ultrasuoni. L'applicazione di questi metodi è molto limitata in termini di requisiti ambientali e 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 campi, offrendo numerosi vantaggi e aprendo ampie prospettive per il futuro.
Come funzionano i pulitori laser?
Macchina per la pulizia laser
I pulitori laser sono composti da quattro parti:sorgente laser a fibra (laser continuo o a impulsi), scheda di controllo, pistola laser portatile e refrigeratore d'acqua a temperatura costanteLa scheda di controllo della pulizia laser funge da cervello dell'intera macchina e impartisce gli ordini al generatore laser a fibra e alla pistola laser portatile.
Il generatore laser a fibra produce una luce laser ad alta concentrazione che viene trasmessa attraverso il mezzo di conduzione in fibra ottica alla pistola laser portatile. Il galvanometro a scansione, monoassiale o biassiale, montato all'interno della pistola laser riflette l'energia luminosa sullo strato di sporco del pezzo in lavorazione. Grazie a una combinazione di reazioni fisiche e chimiche, ruggine, vernice, sporco grasso, strato di rivestimento e altre contaminazioni vengono rimossi facilmente.
Entriamo più nel dettaglio di questo processo. Le complesse reazioni coinvolte nell'uso divibrazione dell'impulso laser, la dilatazione termicadi particelle irradiate,fotodecomposizione molecolarecambiamento di fase, ola loro azione combinataper superare la forza di legame tra lo sporco e la superficie del pezzo. Il materiale target (lo strato superficiale da rimuovere) viene riscaldato rapidamente assorbendo l'energia del raggio laser e soddisfa i requisiti della sublimazione, in modo che lo sporco dalla superficie scompaia e si ottenga il risultato di pulizia. Per questo motivo, la superficie del substrato assorbe ZERO energia, o pochissima energia, e la luce laser a fibra non la danneggia affatto.
Scopri di più sulla struttura e il principio 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 alcun danno, mentre il contaminante assorbe la maggior parte dell'energia laser e raggiunge la temperatura di sublimazione.
Diagramma 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 supera la forza di adesione (la forza di attrazione tra diverse sostanze) e quindi le particelle inquinanti si staccano dalla superficie del metallo. Poiché il tempo di irradiazione laser è molto breve, può produrre istantaneamente una notevole accelerazione della forza d'impatto esplosiva, sufficiente a fornire un'accelerazione sufficiente alle particelle fini per allontanarsi dall'adesione del materiale di base.
Diagramma di interazione della forza di pulizia laser pulsata
3. Vibrazione dell'impulso laser
La larghezza dell'impulso del raggio laser è relativamente stretta, quindi l'azione ripetuta dell'impulso creerà vibrazioni ultrasoniche per pulire il pezzo in lavorazione e l'onda d'urto frantumerà le particelle inquinanti.
Meccanismo di pulizia con 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 usare e presenta numerosi vantaggi:
✔La polvere solida è principalmente lo scarto dopo la pulizia, è di piccolo volume ed è facile da raccogliere e riciclare
✔Il fumo e la cenere generati dal laser a fibra vengono facilmente aspirati dall'aspiratore dei fumi e non sono dannosi per la salute umana.
✔Pulizia senza contatto, nessun residuo, nessun inquinamento secondario
✔La sola pulizia del bersaglio (ruggine, olio, vernice, rivestimento) non danneggerà la superficie del substrato
✔L'elettricità è l'unico consumo, bassi costi di gestione e manutenzione
✔Adatto per superfici difficili da raggiungere e strutture complesse di manufatti
✔Il robot di pulizia laser automatico è opzionale, sostituendo l'artificiale
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 gestione e uno smaltimento specifici dei materiali 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 ad 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 | immacolatezza | regolare | regolare | eccellente | eccellente |
| Danni ambientali | Rispettoso dell'ambiente | Inquinato | Inquinato | Rispettoso dell'ambiente | Rispettoso dell'ambiente |
| Operazione | Semplice e facile da imparare | Procedura complicata, è richiesto un operatore esperto | richiesto operatore qualificato | Semplice e facile da imparare | Semplice e facile da imparare |
Alla ricerca di un modo ideale per rimuovere i contaminanti senza danneggiare il substrato
▷ Macchina per la pulizia laser
Pratiche di pulizia laser
• pulizia laser dello stampo a iniezione
• rugosità superficiale laser
• artefatto di pulizia laser
• rimozione della vernice laser…
Pulizia laser in uso pratico
FAQ
Sì, è completamente sicuro. La chiave sta nei diversi tassi di assorbimento laser: il materiale di base riflette oltre il 95% dell'energia laser, assorbendo poco o nessun 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 del substrato o alla qualità della superficie.
Gestisce in modo efficiente un'ampia gamma di contaminanti industriali.
- Ruggine, ossidi e corrosione sulle superfici metalliche.
- Vernici, rivestimenti e pellicole sottili ricavate dai pezzi lavorati.
- Olio, grasso e macchie nei processi di stampaggio a iniezione.
- Residui di saldatura e piccole sbavature pre/post-saldatura.
- Non è limitato ai metalli: funziona anche su alcune superfici non metalliche per contaminanti leggeri.
È molto più ecologico della pulizia chimica o meccanica.
- Nessun solvente chimico (evita l'inquinamento del suolo/dell'acqua) o materiali di consumo abrasivi (riduce gli sprechi).
- I rifiuti sono costituiti principalmente da polvere solida di piccole dimensioni o fumo minimo, facilmente raccoglibili tramite aspiratori di fumi.
- Utilizza solo elettricità, non necessita di smaltimento di rifiuti pericolosi e rispetta rigorosi standard ambientali industriali.
Data di pubblicazione: 08-07-2022