La pulizia laser industriale è il processo di proiezione di un raggio laser su una superficie solida per rimuovere la sostanza indesiderata. Poiché negli ultimi anni il prezzo della sorgente laser in fibra è diminuito drasticamente, i pulitori laser soddisfano richieste di mercato e prospettive applicative sempre più ampie, come la pulizia dei processi di stampaggio a iniezione, la rimozione di pellicole sottili o superfici come olio e grasso e molti altri. In questo articolo tratteremo i seguenti argomenti:
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Negli anni '80, gli scienziati scoprirono che quando si illumina 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 efficiente è la pulizia laser, che ha gradualmente sostituito i metodi di pulizia tradizionali in molti campi con molti vantaggi e mostrando ampie prospettive per il futuro.
Come funzionano i pulitori laser?
I pulitori laser sono costituiti da quattro parti: ilsorgente laser in fibra (laser continuo o a impulsi), scheda di controllo, pistola laser portatile e refrigeratore d'acqua a temperatura costante. La scheda di controllo della pulizia laser funge da cervello dell'intera macchina e dà l'ordine al generatore laser a fibra e alla pistola laser portatile.
Il generatore laser a fibra produce luce laser ad alta concentrazione che viene fatta passare attraverso la fibra del mezzo di conduzione fino alla pistola laser portatile. Il galvanometro a scansione, monoassiale o biassiale, montato all'interno della pistola laser riflette l'energia luminosa sullo strato sporco del pezzo. Con una combinazione di reazioni fisiche e chimiche, ruggine, vernice, sporco grasso, strato di rivestimento e altri contaminanti vengono rimossi facilmente.
Andiamo più nel dettaglio su 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 vincere la forza legante 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 per ottenere il risultato di pulizia. Per questo motivo, la superficie del substrato assorbe energia ZERO, o pochissima energia, la luce laser a fibra non la danneggerà affatto.
Scopri di più sulla struttura e sul principio del pulitore laser portatile
Tre reazioni di 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 più del 95% della luce laser senza alcun danno, mentre il contaminante assorbe la maggior parte dell'energia laser e raggiunge la temperatura di sublimazione.
2. Dilatazione termica
Le particelle inquinanti assorbono l'energia termica e si espandono rapidamente fino a scoppiare. L'impatto dell'esplosione supera la forza di adesione (la forza di attrazione tra diverse sostanze), e così le particelle inquinanti si staccano dalla superficie del metallo. Poiché il tempo di irradiazione del laser è molto breve, può produrre istantaneamente una grande accelerazione della forza d'impatto esplosiva, sufficiente a fornire un'accelerazione sufficiente alle particelle fini per allontanarsi dall'adesione del materiale di base.
3. Vibrazione dell'impulso laser
L'ampiezza dell'impulso del raggio laser è relativamente stretta, quindi l'azione ripetuta dell'impulso creerà vibrazioni ultrasoniche per pulire il pezzo e l'onda d'urto frantumerà le particelle inquinanti.
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 presenta numerosi vantaggi:
✔La polvere solida è principalmente lo scarto dopo la pulizia, ha un volume ridotto ed è facile da raccogliere e riciclare
✔Il fumo e la cenere generati dal laser a fibra sono facili da eliminare dall'estrattore di fumi e non sono dannosi per la salute umana
✔Pulizia senza contatto, nessun mezzo residuo, nessun inquinamento secondario
✔Soltanto la pulizia del bersaglio (ruggine, olio, vernice, rivestimento) non danneggerà la superficie del substrato
✔L'elettricità è l'unico consumo, bassi costi di gestione e costi di manutenzione
✔Adatto per superfici difficili da raggiungere e strutture complesse di manufatti
✔Il robot per la pulizia laser automatica è opzionale e sostituisce l'artificiale
Per rimuovere contaminanti come ruggine, muffe, vernici, etichette di carta, polimeri, plastica o qualsiasi altro materiale superficiale, i metodi tradizionali (sabbiatura e incisione chimica) richiedono una gestione e uno smaltimento specializzati dei supporti e possono essere incredibilmente pericolosi per l'ambiente e gli operatori A volte. 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, a 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 |
| Danno ambientale | Rispettoso dell'ambiente | Inquinato | Inquinato | Rispettoso dell'ambiente | Rispettoso dell'ambiente |
| Operazione | Semplice e facile da imparare | Procedura complicata, richiede operatore esperto | richiesto operatore esperto | Semplice e facile da imparare | Semplice e facile da imparare |
Alla ricerca di un modo ideale per rimuovere i contaminanti senza danneggiare il substrato
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Orario di pubblicazione: 08-lug-2022