Лазерная очистка, как новая «зеленая» технология, призванная заменить традиционные методы очистки, предлагает экологически чистый и не требующий расходных материалов процесс промышленной очистки. Благодаря микронной точности и возможности интеграции в беспилотные системы автоматизации он широко применяется в производстве различных автомобильных компонентов, таких как аккумуляторные системы, подшипники трансмиссии, оси, колеса и шины.
Принципы лазерной очистки
Принцип лазерной очистки можно условно разделить на три типа: термическое воздействие, фотоабляция и вибрация. Различные типы лазеров производят различные лазерные лучи, которые используют разницу в коэффициенте поглощения основного материала и поверхностных загрязнений на определенной длине волны. Это приводит к поглощению энергии основным материалом и поверхностными загрязнениями, что приводит к тепловому расширению и отслоению. Мгновенная высокая температура заставляет грязь испаряться, газифицировать или разлагаться, а ультразвуковые волны, генерируемые на твердой поверхности, создают механический резонанс, который разрушает слой грязи или образует конденсат.
По сравнению с традиционными методами промышленной очистки, такими как пескоструйная или дробеструйная очистка, наиболее важной особенностью лазерной очистки является ее неабразивный и бесконтактный характер. Он не оказывает термического воздействия, не оказывает механического воздействия на очищаемый предмет, не повреждает поверхность предмета, не разрушает основание и не образует вторичных загрязнений, что делает его экологически чистым и безрасходным способом очистки.
Оборудование для лазерной очисткиТрениеПромышленность
После длительного использования автомобильные компоненты неизбежно накапливают пыль, ржавчину и масляные пятна. Если эти детали станут слишком загрязненными, это может привести к снижению эффективности фильтрации и очистки, что приведет к попаданию большего количества примесей в масляный контур и цилиндр, что усугубит износ компонентов и увеличит вероятность неисправностей. Для безопасной эксплуатации транспортных средств такие важные компоненты, как ступицы колес, тормозные колодки, тормозные диски и кожухи двигателя, нуждаются в регулярном осмотре и обслуживании. Обеспечение чистоты различных деталей и компонентов является неотъемлемой частью процесса технического обслуживания.
В процессе производства тормозных колодок после правки и перед окраской распылением колодки необходимо очистить. Этот шаг типичен из-за его большой производительности и широкого охвата. Здесь мы сравниваем преимущества и недостатки стальной щетки, пескоструйной обработки и лазерной очистки для данного применения:
- Эффективность очистки: Оборудование со стальными щетками не может полностью удалить остатки клея на поверхности после выравнивания, что приводит к плохим результатам окраски распылением. Как пескоструйная обработка, так и лазерная очистка позволяют тщательно очистить остатки поверхности, причем пескоструйная очистка выполняется быстрее. Однако, учитывая время работы всей производственной линии, включая предварительное выравнивание на входе в печь и отверждение после окраски распылением, скорость пескоструйной обработки несколько избыточна. Хотя и медленнее, лазерная очистка все же может соответствовать темпам производственной линии.
- Потребление энергии: Машины со стальными щетками потребляют около 8 кВт/ч, занимая второе место среди трех. Пескоструйная обработка имеет самое высокое энергопотребление, достигающее 70 кВт/ч. Это связано с тем, что, хотя сама пескоструйная машина потребляет около 15 кВт/ч при пескоструйной обработке, ходьбе и качании, часовое потребление энергии воздушным компрессором достигает 55 кВт, что делает его значительным потребителем энергии. Наше оборудование для лазерной очистки имеет общее энергопотребление всего 7 кВт/ч, что составляет одну десятую от энергопотребления пескоструйного оборудования, что делает его наименее энергоемким из трех.
- Экономическое и экологическое воздействие: Экономически пескоструйное оборудование потребляет в качестве расходных материалов 5 кг кварцевого песка в час. Чем дольше время использования, тем больше расходных материалов требуется. В связи с ужесточением национальных требований по защите окружающей среды некоторые местные органы власти классифицировали машины для мытья песка как не соответствующие экологическим стандартам. И оборудование со стальными щетками, и лазерная очистка требуют только электроэнергии, а лазерная очистка может сэкономить 1-2 рабочих благодаря своей автоматизированной работе. С точки зрения экологии и низкого уровня выбросов углерода, лазерная очистка без расходных материалов, выбросов, низкого энергопотребления и отсутствия шума является наиболее экологически чистым и совместимым с низким уровнем выбросов углерода оборудованием среди всех трех.
Оборудование для лазерной очистки для уплотнительной промышленности
Применение лазерной очистки в индустрии уплотнений в основном включает удаление масляных пятен с поверхности полос из нержавеющей стали во время производства металлических прокладок, очистку масляных пятен и остатков клея с поверхности форм для уплотнительных колец, а также модификацию поверхности специальных уплотнительных материалов. Существует множество типов уплотнительных компонентов, обычно включая уплотнительные кольца или каркасные сальники, а также уплотнительные прокладки. Лазерное облучение мгновенно испаряет масляные пятна с прокладки, удаляя их с металла и обеспечивая эффект чистоты.
Перед входом в намоточную машину металлические спирально-навитые прокладки должны быть очищены от масляной пленки на поверхности катушки из нержавеющей стали. Существующий процесс обычно включает химическое замачивание для обработки поверхности. Лазерная очистка может удовлетворить требования производителей к очистке для этого процесса. Основными трудностями при применении являются адаптация к ширине полосы и скорости производственной линии. Обычно оборудование для лазерной очистки имеет ширину 150-200 мм, а ширина полос из нержавеющей стали — 1100-1500 мм; а скорость очистки слишком высока, обычно выше 10 м/мин, что примерно в десять раз превышает скорость, подходящую для лазерной очистки. Наша компания разработала сверхширокое оборудование для лазерной очистки, которое может решить проблему адаптации ширины очистки. Хотя скорость производственной линии можно решить с помощью технологического процесса, текущие отраслевые решения слишком дороги и требуют дальнейшей оптимизации.
Прокладки из неметаллических материалов являются еще одной важной категорией в индустрии уплотнений. Эти продукты имеют высокую степень поглощения волоконных лазеров в диапазоне 1064-1080 нм, что обычно приводит к повреждениям и не подходит для технологических применений (например, воздействие импульсного лазера на поверхности резиновых материалов может вызвать повреждение размером около 10 мкм). Однако для некоторых специальных материалов его можно использовать в качестве метода модификации. Например, резиновые материалы, покрытые полиметилгидросилоксаном, могут увеличить коэффициент поверхностного трения до 35 мН/м и поверхностное натяжение более 38 дин/см при удалении покрытия.
В то же время лазерная очистка хорошо работает в таких процессах, как очистка оксидного слоя и точечное придание шероховатости герметизирующим компонентам из керамики и композитных материалов, а также дает удовлетворительные результаты при удалении герметика с металлических поверхностей. Очевидно, что эффективность лазерной очистки изделий из разных материалов различается из-за разной степени лазерного поглощения, что делает ее дополнительным процессом модификации поверхности некоторых специальных герметизирующих материалов.
Заключение
Технология лазерной очистки представляет собой высокоэффективное, экологически чистое и экономичное решение для промышленной очистки. Его точность и адаптируемость к автоматизации делают его превосходной альтернативой традиционным методам, предлагая значительные преимущества с точки зрения эффективности, энергопотребления и воздействия на окружающую среду. Поскольку отрасли продолжают искать устойчивые и инновационные решения для очистки, лазерная очистка будет играть ключевую роль в формировании будущего промышленного обслуживания и производства.
