Applications pour le nettoyage au laser
Applications pour le nettoyage au laser
Le laser devient la méthode la plus préférée pour le nettoyage de surface des matériaux.
Alex Fraser
Des usines de fabrication et des laboratoires médicaux aux industries de la fabrication de l'automobile, de l'aviation et de l'acier, le laser devient la méthode la plus préférée pour le nettoyage de surface des matériaux.
Bien que l'utilisation de lasers dans les applications de coupe, de forage et de soudage soit bien connue, son adaptation actuelle dans les applications de nettoyage industrielle est relativement nouvelle et inexplorée.
Cette application actuelle de lasers est survenue à la nécessité d'une méthode de nettoyage non datante et non abrasive qui pourrait être utilisée comme substitut dans des applications où des méthodes de dynamitage chimique, manuelle et abrasive étaient auparavant utilisées.
Avantages de l'utilisation des lasers dans les applications de nettoyage
Les principaux problèmes présentés par les méthodes de nettoyage conventionnelles comprennent l'impact environnemental négatif et l'usure sur le substrat. Les systèmes de dynamitage abrasif ont créé des quantités importantes de déchets et des surfaces délicates endommagées, tandis que l'utilisation de solvants chimiques a entraîné des vapeurs potentiellement dangereuses et des déchets liquides.
Cela a conduit à l'adaptation de la technologie laser dans les applications de nettoyage de surface. En raison de ses nombreux avantages, le nettoyage au laser est désormais la méthode la plus efficace pour éliminer les matières indésirables de la surface des matériaux.
Actuellement, il existe un large éventail de systèmes de nettoyage au laser pulsé et de décocation utilisés dans diverses applications allant de l'élimination des résidus de vulcanisation des moules de pneus et des surfaces de gravure par ablation à l'isolation de dépouillement des conducteurs et de la peinture décoat à partir de surfaces délicates.
Certains des nombreux avantages de l'utilisation des lasers dans les applications de nettoyage de surface comprennent:
Méthode de nettoyage automatisée et non aléatoire
Réduction de la quantité de déchets
Sécurité accrue
Pas besoin de produits chimiques ou de supports de dynamitage
Processus de nettoyage non abrasif et sans contact
Applications de nettoyage au laser
Profilage de surface et élimination de la rouille dans la fabrication d'acier.Le nettoyage au laser est également une méthode efficace et efficace pour éliminer la rouille et l'échelle des matériaux métalliques. La rouille et l'échelle sont des contaminants qui se forment sur des surfaces métalliques à la suite de processus naturels ou artificiels. Lorsque les métaux sont exposés à l'humidité, ils réagissent avec l'eau pour former des oxydes ferreux, entraînant la rouille. Cette rouille dégrade la qualité du métal, ce qui le rend inadapté à une utilisation dans diverses applications.
D'un autre côté, les échelles se forment sur des surfaces métalliques à la suite de processus de traitement thermique et de son oxyde décolore la surface métallique, empêchant toute opération de finition ultérieure.
L'élimination de ces dépôts de surface indésirables nécessite l'exécution de processus de dessectes pour fournir des surfaces lisses pour les processus de préfinition et de finition tels que l'électroples.
Élimination de la rouille conventionnelle etOpérations de descenteImpliquez l'utilisation de méthodes physiques telles que le dynamitage, le polissage, les dispositifs de grattage, les coups supplémentaires et les brosses métalliques. Des méthodes chimiques telles que la descente de l'alcali et la descendant acide (décapage) peuvent également être utilisées pour l'élimination de l'échelle. Cependant, ces méthodes sont très abrasives et entraînent une pollution environnementale et des dommages au métal substrat.
Pour éviter ces inconvénients, le nettoyage au laser est devenu la méthode préférée pourOpérations d'élimination de la rouille et de la descente. La rouille / échelle est supprimée en dirigeant un faisceau laser avec une puissance de pointe élevée et des taux de répétition sur la couche rouillée.
Le laser doit être tiré en impulsions courtes pour éviter d'endommager le substrat. La rouille absorbe rapidement l'énergie du faisceau laser, entraînant une augmentation des niveaux de température. Une fois que la température est suffisamment élevée, la rouille fond et finit par vaporiser.
L'utilisation de lasers à fibres pulsées est l'option préférée car elle offre un plus grand contrôle sur la puissance, la longueur d'onde et la durée d'impulsion, permettant à la rouille / échelle de se vaporiser sans aucun dommage au matériau sous-jacent.
Le processus de nettoyage au laser peut également être appliqué au profilage de surface. Avant que les revêtements de protection ne puissent être appliqués aux pièces en acier fabriquées pour la conservation et la protection contre l'action corrosive, leurs surfaces doivent être propres et exemptes de tous les contaminants.
Profilage de surface / préparationimplique l'élimination de tous les contaminants de la surface des pièces d'acier en préparation des applications de revêtement de protection. Ces contaminants comprennent l'huile, la graisse, l'échelle, les hydrates et les couches d'oxyde, l'origine-prime, etc. Pour tout processus ultérieur, les barres, les fils et les profils doivent également être exempts de ces contaminants.
Étant donné que le nettoyage au laser en fibre utilise une approche non abrasive et sans contact sans l'implication des solvants, des produits chimiques ou des milieux abrasifs, il est idéal pour le profilage de surface et l'élimination de la rouille / de l'échelle. Le processus de nettoyage peut être effectué à petite ou grande échelle et peut être automatisé. Le nettoyage au laser est un moyen respectueux de l'environnement et rentable d'éliminer la rouille et de préparer les surfaces des produits en acier roulés et des pièces en acier fabriquées pour le revêtement de protection.
Nettoyage de l'assemblage de l'anode.L'industrie de la fusion en aluminium utilise des blocs de carbone comme anodes "sacrificielles" dans la production d'aluminium primaire. La qualité de l'anode a un impact sur les aspects environnementaux, économiques et technologiques de la production d'aluminium. Un petit pourcentage de puissance cellulaire est consacré à surmonter la résistance électrique de l'anode prébarée.
La présence de saleté et d'autres contaminants augmentera la résistance électrique de l'anode, entraînant la consommation de plus de puissance cellulaire. La présence de contaminants réduit également la durée de vie de l'anode en augmentant son taux de consommation pendant le processus de fusion. Du point de vue de l'efficacité, il est nécessaire de nettoyer et d'éliminer tous les contaminants de surface des assemblages d'anodes avant d'être utilisés dans les opérations de fusion en aluminium.
De plus, les assemblages anodes sont des outils précieux qui peuvent être réutilisés, mais seulement après avoir exécuté un traitement approfondi et minutieux de ses principaux composants - sous des conditions spécifiques.
Le nettoyage au laser répond aux conditions spécifiques dans lesquelles les assemblages d'anode peuvent être traités pour réutilisation. Il peut être utilisé dans les applications suivantes:
Élimination des résidus des mégots de carbone
Nettoyage des barres de cathode
Élimination des contaminants et de la saleté des filettes et des tiges de talon
Préparation de liaison adhésive pour les métaux.Pour augmenter la stabilité du processus, l'adhésion de surface et une meilleure qualité de couture, la surface des matériaux métalliques à joindre doit être préparée avant l'application de soudures et d'autres techniques d'adhésion.
Sans les bases nécessaires, les articulations et les coutures deviennent sensibles à la dégradation, à l'augmentation de l'usure et à une défaillance catastrophique. Le nettoyage au laser peut être utilisé pour préparer les surfaces avant leur rejoindre, ce qui entraîne une excellente qualité de résistance aux liaisons pour une amélioration de la résistance à la corrosion et de la durabilité.
Le nettoyage au laser convient à la préparation des liaisons adhésives car il élimine les oxydes et autres contaminants tels que la graisse et les oxydes qui réduisent la résistance des liaisons adhésives. Il convient particulièrement aux applications impliquant des surfaces ou des pièces incurvées ou plates avec certaines limitations pour les géométries 3D très complexes.
L'un des principaux avantages du nettoyage au laser est la capacité de régler sa puissance et sa longueur d'onde pour une modification précise des métaux tels que le magnésium et l'aluminium à utiliser à des fins de microstructure. Il renforce également les matériaux avec une très haute résistance aux éléments corrosifs, assurant une liaison adhésive stable et durable.
Ces derniers temps, il y a une utilisation accrue des liaisons adhésives dans des applications de conception structurelle à la place des techniques d'adhésion conventionnelles telles que le rivetage et le soudage. Ceci est attribué aude nombreux avantages de la liaison adhésivesur des techniques conventionnelles.
Ces avantages comprennent la distribution uniforme des contraintes, la réduction de la corrosion, l'éclaircissement de la structure, l'atténuation des vibrations et l'isolation acoustique. Cependant, ces avantages ne peuvent être obtenus que si les surfaces à lier sont préparées, dégraissées et soigneusement nettoyées.
Le nettoyage au laser est idéal pour de telles applications car il élimine soigneusement les huiles, la rouille, les revêtements de protection et autres contaminants résultant de l'expédition sans mal au substrat sous-jacent.
Prétraitement pour le brasage et le soudage.Le nettoyage au laser s'est également révélé efficace dans les demandes de prétraitement pour le soudage et le brasage. Avant que les matériaux en aluminium et en acier ne soient utilisés à des fins de soudage dans la construction navale, la fabrication d'outils de précision, l'automobile et d'autres industries connexes, leurs surfaces doivent d'abord être préparées.
La préparation de la soudure au laser est l'une des nombreuses applications du nettoyage au laser et aide à éliminer les métaux, les lubrifiants et les autres contaminants ferreux et non ferreux des surfaces métalliques et en aluminium en préparation de soudures de haute qualité. Il garantit également des coutures brasées lisses et sans pores.
Lorsqu'elle est utilisée dans les processus de prétraitement pour le soudage et le brasage, le nettoyage au laser fait ce qui suit:
Élimination approfondie des couches d'origine-shop-prime, hydrates et oxyde
Désemblant et dé-huiller
Outre la préparation du soudage et du brasage, les lasers peuvent également être utilisés pour éliminer les résidus de soudure tels que le flux résiduel et les matériaux d'oxyde ainsi que les taches thermiques des joints de soudure finis. Cette méthode de nettoyage est particulièrement bénéfique pour les pièces en acier inoxydable, car la lumière laser suspend les joints de grains, garantissant que les coutures de soudure sont passivées, ce qui augmente la résistance à la corrosion.
Les avantages de l'utilisation du nettoyage au laser dans les applications de prétraitement de soudage et de brasage comprennent:
Longues d'onde réglables et puissance pour un traitement précis des surfaces de jointure sur une large gamme d'épaisseurs de matériau
Aucun dommage au substrat sous-jacent - c'est-à-dire les couches galvanisées en tôle
Décoant partiel.Le nettoyage au laser est particulièrement efficace dans les applications qui nécessitent l'élimination partielle de la peinture ou des revêtements des surfaces finies. Il peut être utilisé sur pratiquement tous les types de surface, qu'ils soient chimiquement anodisés, oxydés ou organiques. Le nettoyage au laser peut être utilisé pour décoller des panneaux solaires et éliminer la peinture dans les industries automobiles et aérospatiales tout en maintenant l'intégrité de la substance d'amorce.
Dans les applications de décolation, les lasers en fibre sont l'option préférée. Ils évitent la nécessité de masquer en supprimant précisément la couche de revêtement dans la zone spécifiée, éliminant ainsi certains des défis inhérents aux applications de décrocation partielle. Les lasers peuvent être utilisés dans:
Traitement précis des surfaces fonctionnelles et de conception
Création de cages Faraday et de contacts de continuité pour l'industrie aérospatiale
Élimination partielle de la peinture pour la compatibilité électromagnétique
Produire des points de liaison pour les connexions de fil
Revêtement de bande dans l'industrie de l'électronique et de l'automobile
Le nettoyage au laser est très efficace dans les situations où les coutures de soudure critiques sur les structures / pièces peintes doivent être désactivées à des fins d'inspection. Le laser supprime les revêtements sans avoir besoin d'outils à main ou de puissance, abrasifs ou produits chimiques qui peuvent cacher les zones problématiques et endommager davantage la surface.
Élimination sélective de la peinture.L'élimination sélective de la peinture représente l'une des nombreuses applications du nettoyage au laser. Dans l'industrie automobile et aérospatiale, il est parfois nécessaire de retirer la couche supérieure de peinture tout en maintenant l'amorce. C'est souvent le cas lorsque les revêtements supérieurs sur les véhicules doivent être complètement retirés avant l'application d'une nouvelle finition de peinture.
Étant donné que la couche supérieure de peinture est physiquement et chimiquement différente de l'amorce sous-jacente, la puissance et la fréquence du laser peuvent être réglées sur une fréquence qui élimine uniquement la couche supérieure de peinture.
L'amorce reste intacte car le laser n'a aucun effet mécanique, chimique ou thermique. Cela garantit le maintien de la capacité de résistance à la corrosion de l'amorce. Lorsque un contact métal-à métal nu est requis pour la continuité électrique entre les pièces, le processus de nettoyage du laser est préféré car il permet d'économiser le temps et les matériaux tout en améliorant la qualité des surfaces finies.
Conclusion
Les possibilités d'utiliser des lasers pour le polissage, le nettoyage de surface et l'élimination du revêtement gagnent rapidement du terrain. Selon son application, la fréquence d'impulsion, la fluence et la longueur d'onde du laser doivent être choisies avec précision pour le nettoyage, le polissage et l'ablation des matériaux cibles. Ceci est nécessaire pour éviter toute forme de dommage au matériau du substrat.
Cependant, la technique de nettoyage au laser est utilisée principalement pour les petites pièces et structures. Il est énorme que la technologie soit adaptée pour nettoyer les grandes surfaces et les énormes équipements / structures. Avec les progrès actuels réalisés dans le domaine, cela deviendra certainement une possibilité dans un avenir pas trop lointain.
