As máquinas de limpeza a laser são cada vez mais utilizadas em aplicações industriais

Enquanto as aplicações dos lasers em corte, furação e soldagem são bem conhecidas, sua aplicação na limpeza industrial é relativamente nova e possui um espaço amplo e inexplorado.

As aplicações de limpeza a laser são impulsionadas principalmente pela necessidade do mercado de um método de limpeza não tóxico e não abrasivo que possa ser usado como uma alternativa aos métodos de limpeza química, limpeza manual e limpeza a jato abrasivos usados ​​anteriormente.

Vantagens da limpeza a laser

Os principais problemas com os métodos tradicionais de limpeza incluem: impacto negativo no meio ambiente e desgaste do substrato. Os sistemas de jateamento abrasivo geram grandes quantidades de resíduos e podem danificar as delicadas superfícies dos substratos; a limpeza com solventes químicos produz vapores potencialmente perigosos e resíduos líquidos.

As deficiências dos métodos tradicionais de limpeza levaram à aplicação da tecnologia laser no campo da limpeza de superfícies. Devido às suas muitas vantagens, a limpeza a laser é agora o método mais eficaz para remover substâncias indesejadas da superfície dos materiais.

As principais vantagens de usar um limpador a laser em aplicações de limpeza de superfícies incluem:

• Métodos de limpeza automatizados

• Reduzir a quantidade de resíduos

• Melhorar a segurança

• Não são necessários produtos químicos ou jateamento de areia

• Processo de limpeza não abrasivo e sem contato

Aplicação da máquina de limpeza a laser

1. Polimento de superfície e remoção de ferrugem na fabricação de aço

A limpeza a laser também é um método eficaz e eficiente para remover camadas de ferrugem e óxido da superfície de materiais metálicos. Camadas de ferrugem e óxido são contaminantes que se formam em superfícies metálicas devido a processos naturais ou artificiais. Quando os metais são expostos à umidade, eles reagem com a água para formar óxido ferroso, que enferruja. Essa ferrugem pode degradar o metal, tornando-o inadequado para uso em muitas aplicações.

Por outro lado, devido ao processo de tratamento térmico, forma-se uma camada de óxido na superfície metálica, que descolora a superfície metálica e dificulta as operações de acabamento posteriores.

Para remover esses depósitos superficiais indesejados, são necessários tratamentos de descalcificação para fornecer uma superfície lisa para pré-acabamento e acabamento, como galvanoplastia.

Os métodos tradicionais de remoção de ferrugem e incrustação incluem métodos físicos como jateamento de areia, polimento, dispositivos de raspagem, purga adicional e escova de arame, etc. Existem também métodos químicos, como o uso de produtos químicos alcalinos ou ácidos para remover camadas de óxido. No entanto, esses métodos não apenas causam poluição ambiental, mas também danificam o metal base.

Para evitar essas desvantagens, a limpeza a laser tornou-se o método de escolha para operações de ferrugem e descalcificação. A camada de ferrugem/camada de óxido é removida irradiando um feixe de laser com alta potência de pico e alta taxa de repetição na camada de ferrugem.

O laser deve ser disparado em pulsos curtos para evitar danos ao metal base. A ferrugem absorve rapidamente a energia do raio laser, fazendo com que a temperatura suba. Quando a temperatura estiver alta o suficiente, a ferrugem derreterá e eventualmente evaporará.

Os lasers de fibra pulsada são os preferidos, pois oferecem maior controle sobre a potência, comprimento de onda e duração do pulso, permitindo que a camada de ferrugem/óxido evapore sem causar danos ao material do substrato.

A limpeza a laser também pode ser usada para limpeza de superfícies. Antes de aplicar um revestimento protetor resistente à corrosão em peças de aço, a superfície da peça deve estar limpa e livre de quaisquer contaminantes.

A limpeza/preparação da superfície requer a remoção de toda a contaminação da superfície das peças de aço em preparação para a aplicação de um revestimento protetor. Esses contaminantes incluem óleos, graxas, camadas de óxido, hidratos, primers de loja e muito mais.

Como a limpeza a laser de fibra usa um método não abrasivo e sem contato que não envolve solventes, produtos químicos ou meios abrasivos, é ideal para preparação de limpeza de superfícies e remoção de ferrugem/incrustação. O processo de limpeza pode ser realizado em pequena ou grande escala, e o processo de limpeza pode ser automatizado. A limpeza a laser é um método ecologicamente correto e econômico de remoção de ferrugem que prepara as peças para um revestimento protetor.

2. Limpando o conjunto do ânodo

A indústria de fundição de alumínio usa blocos de carbono como ânodos "sacrificial" na produção de alumínio primário. A qualidade do ânodo tem impacto nos aspectos ambientais, econômicos e técnicos da produção de alumínio. Uma pequena fração da energia da célula é usada para superar a resistência do ânodo pré-cozido.

A presença de sujeira e outros contaminantes aumenta a resistência do ânodo, o que leva a um maior consumo de energia da bateria. A presença de contaminantes também reduz a vida útil do ânodo, aumentando a taxa na qual ele é consumido durante o processo de fundição. Do ponto de vista da eficiência, é necessário limpar e remover todos os contaminantes da superfície do conjunto do ânodo antes do uso em operações de fundição de alumínio.

Além disso, os conjuntos de anodos são ferramentas valiosas que podem ser reutilizadas, mas seus principais componentes devem ser cuidadosamente e cuidadosamente manuseados sob condições específicas.

A limpeza a laser pode atender a condições específicas para a reutilização de conjuntos de anodos. A limpeza a laser pode ser usada para:

◎ Remova o resíduo de fundo de carbono

◎ Limpe a haste do cátodo

◎ Remova a contaminação do revestimento e da haste curta

3. Preparação para colagem de metal

A fim de melhorar a estabilidade do processo, adesão superficial e melhor qualidade de soldagem, as superfícies dos materiais metálicos a serem unidos devem ser preparadas antes da soldagem e outras técnicas de união serem aplicadas.

Sem a necessária limpeza das superfícies metálicas, as juntas e costuras ficam propensas à degradação, aumento do desgaste e até falhas catastróficas. A limpeza a laser pode ser usada para tratar as superfícies antes da união, resultando em excelente resistência de união, resistência à corrosão e durabilidade aprimoradas.

O limpador a laser é adequado para a preparação de colagem porque remove óxidos e outros contaminantes, como graxa e óxidos, que podem reduzir a resistência da colagem. A limpeza a laser é especialmente útil para aplicações que envolvem superfícies curvas ou para a limpeza de peças com geometrias tridimensionais altamente complexas.

Um grande benefício da limpeza a laser é a capacidade de ajustar sua potência e comprimento de onda para correções precisas em metais usados ​​para microestruturação, como magnésio e alumínio. Também confere alta resistência à corrosão ao material, garantindo ligações estáveis ​​e duradouras.

Nos últimos anos, os métodos de colagem têm sido cada vez mais usados ​​em aplicações de projeto estrutural, em vez das técnicas tradicionais de união, como rebitagem e soldagem. Isso ocorre porque o método de colagem tem muitas vantagens sobre as técnicas convencionais.

Esses benefícios incluem distribuição uniforme de tensão, redução de corrosão, iluminação estrutural, amortecimento de vibração e isolamento acústico. No entanto, esses benefícios só podem ser alcançados se as superfícies a serem coladas forem cuidadosamente limpas.

A limpeza a laser é ideal para tais aplicações, pois remove cuidadosamente óleo, ferrugem, revestimentos protetores e outros contaminantes do transporte sem causar danos ao material do substrato.

4. Pré-tratamento para brasagem e soldagem

A limpeza a laser também se mostrou eficaz em aplicações de pré-tratamento para soldagem e brasagem. Na construção naval, fabricação de ferramentas de precisão, automotiva e outras indústrias relacionadas, as superfícies de alumínio e aço devem ser preparadas antes de serem soldadas.

A preparação de soldagem a laser é uma das muitas aplicações da limpeza a laser para ajudar a remover metais ferrosos e não ferrosos, lubrificantes e outros contaminantes de superfícies de metal e alumínio em preparação para soldagem de alta qualidade. Também garante costuras de brasagem lisas e não porosas.

Quando usada no pré-tratamento para soldagem e brasagem, a limpeza a laser faz o seguinte:

◎ Remove completamente as camadas de primer, hidrato e óxido

◎ Remova manchas de graxa e óleo

Além da preparação de soldagem e brasagem, os lasers podem ser usados ​​para remover resíduos de soldagem, como fluxo residual e materiais de óxido, bem como manchas de calor em juntas soldadas acabadas.

Os benefícios do uso de limpeza a laser no pré-tratamento de soldagem e brasagem incluem:

◎ Comprimento de onda e potência ajustáveis ​​para processamento preciso de superfícies de juntas em várias faixas de espessura de material

◎ Nenhum dano ao material base (ou seja, a camada galvanizada da placa de aço)

5. Remoção tópica do revestimento

A limpeza a laser é particularmente eficaz em aplicações que exigem a remoção parcial de tinta ou revestimentos de superfícies. Pode ser usado em quase todos os tipos de superfícies, sejam anodizadas quimicamente, oxidadas ou orgânicas. A limpeza a laser remove revestimentos e tintas, mantendo a integridade dos materiais de substrato nas indústrias automotiva e aeroespacial.

Para aplicações de remoção de revestimento, os lasers de fibra são a primeira escolha. Eles superam alguns dos desafios inerentes enfrentados em aplicações de decapagem tópica no passado, removendo precisamente o revestimento em uma área específica. O laser pode ser usado para:

◎ Tratamento preciso de superfícies funcionais e de design

◎ Criar gaiolas de Faraday e contatos de continuidade para a indústria aeroespacial

◎ Remoção parcial de tinta para compatibilidade eletromagnética

◎ Fornecer junção para conexão de fios

◎ Revestimentos de fita nas indústrias eletrônica e automotiva

A limpeza a laser portátil é muito eficaz em situações em que soldas críticas em estruturas/peças pintadas devem ser removidas para inspeção. Os lasers podem remover revestimentos sem a necessidade de ferramentas manuais ou elétricas, abrasivos ou produtos químicos que podem ocultar áreas problemáticas e causar mais danos à superfície.

6. Remoção seletiva de tinta

A remoção seletiva de tinta é uma das muitas aplicações da limpeza a laser. Nas indústrias automotiva e aeroespacial, às vezes é necessário remover a camada superior de tinta enquanto protege o primer. Normalmente, o revestimento superior desgastado em um veículo precisa ser completamente removido antes que a nova tinta seja aplicada.

Como as propriedades físicas e químicas da camada superior da tinta são diferentes do primer, a potência e a frequência do laser podem ser definidas para remover apenas a camada superior da tinta.

Como o laser não tem efeitos mecânicos, químicos ou térmicos no primer, o primer permanece intacto. Isso garante a resistência à corrosão do primer. Quando o metal nu é necessário entre as peças para obter o contato elétrico metal-metal, o processo de limpeza a laser é melhor porque economiza tempo e materiais e melhora a qualidade da superfície do produto acabado.

Atualmente, o limpador a laser portátil é usado principalmente para limpar ferrugem, tinta, etc. na superfície de peças pequenas. Obviamente, esta máquina também é provavelmente adequada para limpar grandes superfícies e grandes equipamentos/estruturas. Com o progresso atual no campo, espera-se que essas visões se tornem realidade em um futuro próximo.