Azken urteotan, laser bidezko garbiketa ikerketa-gune beroenetako bat bihurtu da industria-fabrikazioaren arloan, ikerketak prozesua, teoria, ekipamendua eta aplikazioak hartzen ditu barne. Industria-aplikazioetan, laser bidezko garbiketa-teknologiak substratu-gainazal ugari modu fidagarrian garbitu ahal izan ditu, altzairua, aluminioa, titanioa, beira eta material konposatuak bezalako objektuak garbituz, eta aplikazio-industriek hainbat arlo hartzen dituzte barne: aeroespaziala, hegazkingintza, itsas garraioa, abiadura handiko trena, automobilgintza, moldeak, energia nuklearra eta itsasoa, besteak beste.
1960ko hamarkadako laser bidezko garbiketa teknologiak abantaila hauek ditu: garbiketa-efektu ona, aplikazio-aukera zabala, zehaztasun handia, kontakturik gabekoa eta irisgarritasuna. Industria-fabrikazioan, ekoizpenean eta mantentze-lanetan eta beste arlo batzuetan aplikazio-aukera ugari daude, eta garbiketa-metodo tradizionalak partzialki edo erabat ordezkatzea espero da, eta XXI. mendeko garbiketa-teknologia berderik itxaropentsuena bihurtuko da.
Laser bidezko garbiketa metodoa
Laser bidezko garbiketa prozesua oso konplexua da, materiala kentzeko hainbat mekanismo barne hartzen baititu. Laser bidezko garbiketa metodo batean, garbiketa prozesuan hainbat mekanismo egon daitezke aldi berean, batez ere laserraren eta materialaren arteko elkarrekintzari egotzita, besteak beste, materialaren gainazaleko ablazioa, deskonposizioa, ionizazioa, degradazioa, urtzea, errekuntza, lurrunketa, bibrazioa, sputtering-a, hedapena, uzkurdura, leherketa, zuritzea, isurketa eta beste aldaketa fisiko eta kimiko batzuk.
Gaur egun, laser bidezko garbiketa metodo tipikoak hiru dira nagusiki: laser ablazio bidezko garbiketa, film likido bidezko laser garbiketa eta laser talka-uhinen bidezko garbiketa metodoak.
Laser bidezko ablazio bidezko garbiketa metodoa
Metodologia-mekanismo nagusiak hedapen termikoa, lurrunketa, ablazioa eta fase-leherketa dira. Laserrak zuzenean eragiten dio substratuaren gainazaletik kendu beharreko materialean eta ingurune-baldintzak airea, gas arrarifikatua edo hutsa izan daitezke. Funtzionamendu-baldintzak sinpleak dira eta estaldura, pintura, partikula edo zikinkeria mota desberdinak kentzeko erabilienak dira. Beheko diagramak laser bidezko ablazio bidezko garbiketa-metodoaren prozesu-diagrama erakusten du.
Materialaren gainazalean laser erradiazioak eragiten duenean, substratua eta garbiketa-materialak lehenengo hedapen termikoa jasaten dute. Garbiketa-materialarekin laserrak duen interakzio-denbora handitzen den heinean, tenperatura garbiketa-materialaren kabitazio-atalasea baino txikiagoa bada, garbiketa-materialak aldaketa fisikoa baino ez du jasaten. Garbiketa-materialaren eta substratuaren hedapen termikoaren koefizientearen arteko aldeak presioa sortzen du interfazean, eta horrek garbiketa-materiala tolestu, substratuaren gainazaletik urratu, pitzatu, haustura mekaniko, bibrazio eta birrintze prozesu bat eragiten du. Garbiketa-materiala zorrotada bidez kentzen da edo substratuaren gainazaletik kendu.
Garbiketa-materialaren gasifikazio-atalasearen tenperatura baino handiagoa bada tenperatura, bi egoera egongo dira: 1) garbiketa-materialaren ablazio-atalasea substratuarena baino txikiagoa da; 2) garbiketa-materialaren ablazio-atalasea substratuarena baino handiagoa da.
Garbiketa-materialen bi kasu hauek urtzea, kabitazioa eta ablazioa eta beste aldaketa fisiko-kimiko batzuk dira. Garbiketa-mekanismoa konplexuagoa da, efektu termikoez gain, baina baita ere garbiketa-materialen eta substratuen arteko lotura molekularren haustura, garbiketa-materialen deskonposizioa edo degradazioa, fase-leherketa, garbiketa-materialen gasifikazioa, berehalako ionizazioa eta plasma sortzea barne har ditzake.
(1)Film likido bidezko laser bidezko garbiketa
Metodoaren mekanismoak batez ere likido-filmaren irakite-lurrunketa eta bibrazioa ditu, etab. Laser-uhin-luzera egokia aukeratu beharraren erabilera, laser-ablazio bidezko garbiketa-prozesuan dagoen inpaktu-presio falta konpentsatzeko, garbiketa-objektu zailagoak kentzeko erabil daiteke.
Beheko irudian ikusten den bezala, likido-geruza (ura, etanola edo beste likido batzuk) garbitzeko objektuaren gainazalean aldez aurretik estalita dago, eta ondoren laserra erabiltzen da irradiatzeko. Likido-geruzak laser-energia xurgatzen du, eta ondorioz, likido-euskarriaren leherketa indartsua sortzen da, likido irakiten ari denaren leherketa abiadura handiko mugimendua, energia gainazaleko garbiketa-materialetara transferitzen da, eta leherketa-indar iragankor handia nahikoa da gainazaleko zikinkeria kentzeko garbiketa-helburuak lortzeko.
Film likido bidezko laser bidezko garbiketa-metodoak bi desabantaila ditu.
Prozesu korapilatsua eta prozesua kontrolatzea zaila.
Film likidoa erabiltzeari esker, substratuaren gainazalaren konposizio kimikoa erraz aldatzen da garbitu ondoren eta substantzia berriak sortzen dira.
(1)Laser uhinen garbiketa metodoa
Prozesuaren ikuspegia eta mekanismoa lehenengo bien aldean oso desberdinak dira, mekanismoa batez ere talka-uhinen indarra kentzea da, objektuak garbitzeko partikulak dira batez ere, batez ere partikulak kentzeko (mikroi azpikoak edo nanoeskalakoak). Prozesuaren eskakizunak oso zorrotzak dira, bai airea ionizatzeko gaitasuna bermatzeko, bai laserra eta substratuaren arteko distantzia egokia mantentzeko, partikulen gaineko inpaktu-indarra nahikoa handia izan dadin ziurtatzeko.
Laser talka-uhinen garbiketa prozesuaren eskema behean ageri da, laserra substratuaren gainazalaren jaurtiketaren norabidearekiko paraleloan, eta substratua ez da kontaktuan jartzen. Mugitu pieza edo laser burua laser irteeratik gertu dagoen partikulara laser fokua doitzeko, airearen ionizazio fenomenoa gertatuko da foku-puntua, talka-uhinak sortuz, talka-uhinen hedapen esferikoaren hedapen azkarra, eta partikulekin kontaktuan jarri arte luzatuko da. Partikulan talka-uhinaren zeharkako osagaiaren momentua osagai longitudinalaren momentua eta partikulen atxikimendu-indarra baino handiagoa denean, partikula biribilketaren bidez kenduko da.
Laser bidezko garbiketa teknologia
Laser bidezko garbiketa-mekanismoa batez ere objektuaren gainazalean oinarritzen da, laser energia xurgatu ondoren, edo lurrundu eta lurrundu ondoren, edo berehalako hedapen termikoan, gainazaleko partikulen adsorzioa gainditzeko, objektua gainazaletik bereizteko eta garbiketaren helburua lortzeko.
Laburbilduz: 1. laser lurrunaren deskonposizioa, 2. laser bidezko kentzea, 3. zikinkeria partikulen hedapen termikoa, 4. substratuaren gainazaleko bibrazioa eta partikulen bibrazioa lau alderdi
Garbiketa-prozesu tradizionalarekin alderatuta, laser bidezko garbiketa-teknologiak ezaugarri hauek ditu.
1. Garbiketa "lehorra" da, ez du garbiketa-soluziorik edo bestelako irtenbide kimikorik erabiltzen, eta garbitasuna askoz handiagoa da garbiketa kimikoaren prozesua baino.
2. Zikinkeria kentzeko esparrua eta aplikagarri den substratu sorta oso zabala da, eta
3. Laser prozesuaren parametroen erregulazioaren bidez, ezin da substratuaren gainazala kaltetu kutsatzaileak eraginkortasunez kentzen direlako, gainazala berria bezala da.
4. Laser bidezko garbiketa erraz automatizatu daiteke.
5. Laser bidezko deskontaminazio ekipoak denbora luzez erabil daitezke, funtzionamendu kostu txikiekin.
6. Laser bidezko garbiketa teknologia: berdea da: garbiketa prozesua, hondakinak ezabatzen ditu hauts solidoa da, tamaina txikia, erraz gordetzen da, funtsean ez du ingurumena kutsatuko.
1980ko hamarkadan, siliziozko oblea maskaren gainazaleko erdieroaleen industriaren garapen azkarrak garbiketa-teknologiaren kutsadura-partikulen eskakizun handiagoak planteatu zituen. Gako-puntua mikropartikula eta substratuaren kutsadura gainditzea zen adsorzio-indar handiaren artean. Garbiketa kimiko tradizionalak, garbiketa mekanikoak eta ultrasoinu bidezko garbiketa-metodoek ez dute eskaera asetzeko modurik, eta laser bidezko garbiketak kutsadura-arazo horiek konpondu ditzake. Ikerketa eta aplikazio erlazionatuak azkar garatu dira.
1987an agertu zen lehen aldiz laser bidezko garbiketari buruzko patente-eskaera. 1990eko hamarkadan, Zapkak laser bidezko garbiketa-teknologia aplikatu zuen arrakastaz erdieroaleen fabrikazio-prozesuan maskararen gainazaleko mikropartikulak kentzeko, laser bidezko garbiketa-teknologiaren lehen aplikazioak gauzatuz industria-arloan. 1995ean, ikertzaileek 2 kW-ko TEA-CO2 laser bat erabili zuten hegazkinen fuselajearen pintura garbitzeko arrakastaz.
XXI. mendean sartu ondoren, pultsu ultra-laburretako laserren garapen azkarrarekin, laser garbiketa teknologiaren ikerketa eta aplikazioa pixkanaka handitu zen, metalezko materialen gainazalean zentratuz. Atzerriko aplikazio tipikoak hauek dira: hegazkinen fuselajearen pintura kentzea, moldeen gainazaleko koipegabetzea, motorraren barneko karbono kentzea eta junturen gainazaleko garbiketa soldatu aurretik. AEBetako Edison Soldadura Institutuak FG16 gerra-hegazkinaren laser garbiketa egin zuen, eta laser potentzia 1 kW-koa zenean, minutuko 2,36 cm3-ko garbiketa-bolumena lortu zuen.
Aipatzekoa da konpositezko pieza aurreratuen laser bidezko pintura kentzeko ikerketa eta aplikazioa ere gune bero bat dela. AEBetako Itsas Armadako HG53 eta HG56 helikopteroen helize-palak eta F16 ehiza-hegazkinaren isats laua eta beste gainazal konposatu batzuk laser bidezko pintura kentzeko aplikazioak gauzatu dira, Txinako material konposatuak hegazkinetako aplikazioetan berandu diren bitartean, beraz, ikerketa horiek funtsean hutsune bat dira.
Horrez gain, laser bidezko garbiketa teknologia erabiltzea CFRP konpositezko gainazaleko tratamenduan, junturaren indarra hobetzeko itsatsi aurretik, egungo ikerketa-ardatzetako bat da. Laser enpresa Audi TT autoen ekoizpen-lerroan egokitu du zuntz laser bidezko garbiketa-ekipoak eskaintzeko, aluminiozko aleazio arinen ate-markoaren oxido-filmaren gainazala garbitzeko. Rolls G Royce Erresuma Batuak laser bidezko garbiketa erabili du titaniozko hegazkin-motorren osagaien gainazaleko oxido-filma garbitzeko.
Laser bidezko garbiketa teknologiak garapen handia izan du azken bi urteetan, laser bidezko garbiketa prozesuaren parametroak eta garbiketa mekanismoa izan, objektuen garbiketa ikerketak edo ikerketaren aplikazioa aurrerapen handiak egin ditu. Laser bidezko garbiketa teknologiak ikerketa teoriko asko egin ondoren, bere ikerketaren fokua etengabe ikerketaren aplikazioan eta emaitza itxaropentsuen aplikazioan oinarritzen da. Etorkizunean, kultur erlikiak eta artelanak babesteko laser bidezko garbiketa teknologia gero eta gehiago erabiliko da, eta bere merkatua oso zabala da. Zientziaren eta teknologiaren garapenarekin, laser bidezko garbiketa teknologiaren aplikazioa industrian errealitate bihurtzen ari da, eta aplikazio esparrua gero eta zabalagoa bihurtzen ari da.
Maven laser automatizazio enpresak 14 urte daramatza laser industrian zentratzen, laser markaketan espezializatuta gaude, makinen armairu laser garbiketa makina, gurditxo laser garbiketa makina, motxila laser garbiketa makina eta hiru batean laser garbiketa makina ditugu, horrez gain, laser soldadura makina, laser ebaketa makina eta laser markatzeko grabatzeko makina ere baditugu, gure makinan interesa baduzu, jarrai gaitzazu eta jar zaitez gurekin harremanetan.
Argitaratze data: 2022ko azaroaren 14a
