Co je laserové čištění?

Co je laserové čištění?

Laserové čištění, forma laserové ablace, je metoda odstraňování selektivní vrstvy materiálu z povrchu pomocí laserové energie. Proces laserového čištění využívá fotonovou energii k odloupnutí, odpaření, sublimaci nebo spálení nežádoucího odpadního materiálu, aniž by došlo k poškození podkladového materiálu.

Ve většině aplikací laserového zpracování materiálů vytváří fokusovaný paprsek na cílovém materiálu relativně malou skvrnu. Laserové čištění není výjimkou, přestože se obvykle používá na relativně velké ploše. Laserové čištění využívá techniku známou jako laserové skenování, která rychle směruje nebo "skenuje" laserový paprsek podél dráhy nebo přes širší zónu. To znamená, že laser interaguje s cílovým materiálem vždy jen na zlomek sekundy.

Jak funguje čištění laserem?

Cílem laserového čištění je odstranit povrchový materiál bez poškození materiálu pod ním. Zatímco lasery dokáží proříznout několik centimetrů oceli, čištění vyžaduje podstatně lehčí zacházení a pochopení prahů ablace. Každý materiál má ablační práh, který efektivně definuje energii potřebnou k jeho odpaření. Držte se pod tímto prahem a objemný materiál nebude poškozen. Pokud však tento práh překročíte byť jen jednou, dojde k poškození sypkého materiálu.

Naštěstí materiály, které se většina výrobců snaží odstranit, jako je rez, olej a nátěry, mají nižší prahy ablace než kovy, jako je ocel a hliník. Přesto je třeba pečlivě vyladit parametry laseru, jako je vlnová délka a energie pulzu, aby nedošlo k poškození substrátu. Přesná kontrola velikosti a tvaru skvrny také pomáhá zefektivnit laserové čištění tím, že minimalizuje překrývání při skenování paprsku.

Jaké jsou výhody laserového čištění?

Laserové čištění zaznamenalo prudký nárůst v celé řadě průmyslových odvětví, protože ve srovnání s tradičními metodami odstraňování materiálu nabízí řadu výhod.

Bezkontaktní: Laserové čištění je vzdálený proces. Jinými slovy, zdroj laserového paprsku pracuje na vzdálenost několika centimetrů nebo dokonce metrů. Díky tomu je proces flexibilnější a nedochází k poškození povrchu způsobenému abrazivními metodami.

Vysoce selektivní: Lasery jsou extrémně přesné a lze je střílet s téměř dokonalou přesností. Díky tomu lasery čistí pouze požadovanou oblast bez ohledu na její velikost nebo tvar. Tím odpadají další kroky, jako je maskování.

Vysokorychlostní: Laserové čištění je vysokorychlostní proces, který dokáže vyčistit až stovky čtverečních palců materiálu za sekundu. Za hodinu mohou lasery vyčistit více než 10 000 čtverečních stop materiálu. Přesná rychlost odstraňování materiálu závisí na parametrech laseru a vlastnostech materiálu.

Bezpečné: Laserové čištění nepotřebuje abrazivní materiály ani chemická rozpouštědla, což snižuje hlučnost a eliminuje expozici prachu a nebezpečným materiálům. Veškeré výpary vznikající při čištění lze snadno odstranit pomocí systému odsávání výparů.

Udržitelné: Laserové čištění jako proces bez použití médií nevyžaduje žádnou manipulaci s materiálem ani jeho likvidaci. Laserové systémy navíc spotřebovávají méně energie a výrazně snižují emise_CO2 spojené s přepravou a likvidací čisticích médií a chemikálií.

Nákladově efektivní: Řešení laserového čištění vyžadují minimální manipulaci s materiálem, podlahovou plochu, energii a údržbu, jsou dlouhodobá a mimořádně nákladově efektivní, zejména z dlouhodobého hlediska.

Laserové čištění vs. abrazivní tryskání

Abrazivní tryskání je běžný proces čištění, při kterém se k pohonu abrazivních částic, jako je písek, štěrk, ocelové broky nebo skořápky vlašských ořechů, používá vysokotlaká voda nebo vzduch. Tato metoda může nabídnout přijatelnou rychlost čištění, ale vyžaduje nákladnou manipulaci s materiálem a jeho likvidaci. Abrazivní média lze recyklovat, což kompenzuje některé náklady, ale u opakovaně použitých tryskacích médií dochází k degradaci, která ovlivňuje konzistenci výsledků čištění.

Bezpečnost je důležitým faktorem při každém tryskání abrazivem. Práce spojená s manipulací s abrazivem, včetně jeho zvedání, zametání a vracení zpět do zásobníků, je pro pracovníky časově i fyzicky náročná. Mnohá abraziva vytvářejí velké množství prachu, což vyžaduje, aby pracovníci používali bezpečnostní opatření včetně dýchacích přístrojů a osobních ochranných pomůcek pro celé tělo. Proces tryskání je také notoricky známý svou hlasitostí a představuje vážné riziko poškození sluchu pracovníků a stížností na hluk z okolních domů a podniků.

Čištění laserem vs. tryskání suchým ledem

Tryskání suchým ledem, známé také jako tryskání za studena, funguje podobně jako abrazivní tryskání, protože k pohonu pelet suchého ledu se používá stlačený vzduch. Tím se zmírňují některé problémy s obnovou a likvidací abrazivního materiálu, které jsou způsobeny tím, že se médium pro tryskání suchým ledem po skončení procesu čištění vypaří.

Používání suchého ledu, který nelze znovu použít, je bohužel spojeno s vysokými náklady na spotřební materiál a není šetrné k životnímu prostředí. Dokonce i při použití jednotky pro rekuperaci par určené k opětovnému peletování plynu_CO2 uvolněného suchým ledem se většina plynu uvolňuje do atmosféry. Stejně jako abrazivní metody tryskání je i tryskání suchým ledem rušivě hlučné a vyžaduje další opatření, jako je ochrana sluchu.

Laserové čištění vs. chemické čištění

Při chemickém čištění se používají rozpouštědla, která rozkládají nátěry a zbytky bez poškození podkladového materiálu. Tato metoda je obvykle pomalá a vyžaduje, aby byl materiál po dlouhou dobu v chemické lázni a po dokončení čištění vysušen. Dlouhý proces namáčení lze částečně překonat umístěním více dílů do větších lázní, ale tento přístup vyžaduje velkou plochu.

Nebezpečné chemické látky vyžadují také významná bezpečnostní opatření, jako jsou osobní ochranné pomůcky a přísné postupy likvidace. Manipulace s potřebnými chemickými rozpouštědly, jejich recyklace a likvidace se kvůli regulačním kontrolám stává stále nákladnějším problémem.

I přes četné nevýhody nemůže čištění laserem zcela nahradit chemické čištění. Chemické čištění se sice nedá snadno aplikovat na vybranou oblast, ale často je jediným řešením pro čištění předmětů bez přímé viditelnosti, jako jsou trubky a složité díly.

Laserové čištění vs. tepelné čištění

Při tepelném čištění se k odstranění povrchových materiálů používají velmi vysoké teploty. Tento přístup vede k vysokým nákladům na energii a může způsobit poškození podkladového materiálu v závislosti na tepelné odolnosti povrchového materiálu a podkladu. Tepelné čištění také ze své podstaty neumožňuje selektivní odstranění, a to ani v případě použití masky.

Jak se laserové čištění používá?

Laserové čištění je vynikající metoda pro čištění široké škály materiálů a typů dílů. Laserové čištění se používá v řadě aplikací a v různých fázích výroby, včetně kroku před nebo po jiném procesu ve výrobní lince nebo pro obnovu stávajících dílů. Mezi běžné aplikace laserového čištění patří:

• Čištění nečistot, jako je rez, olej a usazeniny ze spalování.
• Odstraňování nátěrů, jako jsou barvy, e-coat, keramika a oxidy.
• Zjednodušení údržby forem odstraněním uvolňovačů a zbytků.
• Zlepšení lepení přípravou povrchů pro svařování, lepení, lakování a nanášení nátěrů.
• Zvýšení přilnavosti pomocí čištění před lepením nebo texturování povrchu
• Zvýšení životnosti nátěru předčištěním před nanesením nátěrů na díly
• Sterilizace kritických zařízení ve zdravotnictví a potravinářství

V jakých odvětvích se laserové čištění používá?

Z nesčetných výhod laserového čištění může těžit každé odvětví, které musí dodávat čisté povrchy nebo s nimi pracovat. Laserové čištění jako proces lze snadno automatizovat a integrovat do výrobní haly. Pro použití v menším měřítku nabízejí některá ruční laserová zařízení kromě svařování nebo řezání také možnost čištění. Laserové čištění se běžně používá v průmyslových odvětvích, jako jsou např:

• Obecná výroba
• Letecká a kosmická výroba
• Jaderná dekontaminace
• Sterilizace zdravotnických prostředků
• Potraviny a nápoje

Začínáme s laserovým čištěním

Laserová čisticí řešení mohou být přínosem pro mnoho aplikací a výrobců. Odborník na čištění laserů IPG je připraven vám pomoci - od zdrojů vláknových laserů k čištění až po specializované systémy čištění laserů. Začít je snadné - pošlete nám vzorek, navštivte jednu z našich globálních aplikačních laboratoří nebo nám prostě řekněte o své aplikaci.

Začněte