Вытворцы заўсёды імкнуцца ствараць больш трывалыя, даўгавечныя і надзейныя прадукты, у тым ліку ў аўтамабільнай і аэракасмічнай галінах. У гэтым імкненні яны часта мадэрнізуюць і замяняюць матэрыяльныя сістэмы на металічныя сплавы з меншай шчыльнасцю, лепшай тэмпературнай і каразійнай устойлівасцю. Гэта дае вытворцам лепшыя пазіцыі на рынку.
Насамрэч, гэта толькі палова гісторыі.
Яшчэ большай стратэгічнай перавагай з'яўляецца колькасна вымерная ўпэўненасць у трываласці, даўгавечнасці і надзейнасці прадукту.
Замена старых матэрыялаў на больш трывалыя можа быць добрым пачаткам, але яна таксама патрабуе больш складаных вытворчых працэсаў, якія абапіраюцца на больш чыстую і эфектыўную ачыстку паверхняў для стварэння трывалых канструкцый. Металы, такія як алюмініевыя сплавы, і перадавыя матэрыялы, такія як вугляродна-валакністыя палімерныя кампазіты, якія часта выкарыстоўваюцца ў аўтамабільнай і аэракасмічнай вытворчасці, патрабуюць склейвання для зніжэння вагі (пры выкарыстанні крапежных элементаў вага дадаецца да канструкцыі) і для стварэння больш надзейных злучэнняў.
Традыцыйныя метады аздаблення алюмінію ўключаюць пяскоструйную апрацоўку, праціранне растваральнікам, а затым шліфоўку (з дапамогай абразіўнай губкі) або анадаванне. Клеевае злучэнне адкрывае магчымасці для больш аўтаматызаваных працэсаў, для якіх традыцыйныя аздабленні несумяшчальныя.
Анадаванне часцей сустракаецца ў аэракасмічнай прамысловасці, дзе гэтая больш дарагая і больш строгая падрыхтоўка выкарыстоўваецца для выканання строгіх патрабаванняў. Уласцівая зменлівасць метадаў пяскоструйнай апрацоўкі і ручной абразіі выразна паказвае, што неабходны больш кантраляваны працэс.
Лазерная ачыстка або лазерная абляцыя запаўняе гэтую прабелу ў працэсе, бо з'яўляецца больш дакладным, экалагічна чыстым, аўтаматызаваным і эфектыўным метадам апрацоўкі металічных і кампазітных паверхняў для ачысткі. Тыпы забруджванняў, якія знаходзяцца на паверхні гэтых матэрыялаў, лёгка выдаляюцца з дапамогай лазернай апрацоўкі.
Паколькі лазерная ачыстка настолькі магутная, вельмі важна дакладна ведаць, як яна ўплывае на вашу паверхню. Розніцу паміж належным чынам апрацаванай паверхняй і недастаткова або празмерна апрацаванай паверхняй ацаніць надзвычай складана. Дзякуючы тэхналогіі колькаснай праверкі працэсу, такой жа адчувальнай і дакладнай, як і сам лазерны працэс, вытворцы могуць быць упэўнены, што іх металічныя і кампазітныя паверхні цалкам гатовыя да склейвання.
У наступным артыкуле пра лазер Fortune вы падрабязна азнаёміцеся з прычынамі выбару лазернай чысткі.
1 –Што такое лазерная чыстка?
Лазерная апрацоўка — гэта надзвычай дакладны метад тэрмічнай ачысткі, які працуе шляхам выдалення (абляцыі) драбнюткіх фракцый паверхні матэрыялу з дапамогай сфакусаванага, часта імпульснага лазернага прамяня. Лазер апраменьвае паверхню для выдалення атамаў і можа быць выкарыстаны для свідравання надзвычай малых, глыбокіх адтулін у вельмі цвёрдых матэрыялах, ствараючы тонкія плёнкі або наначасціцы на паверхні.
Гэты працэс ачысткі паверхні настолькі эфектыўны дзякуючы сваёй здольнасці ўздзейнічаць на такія дробныя пласты забруджванняў і рэшткаў. Алюмініевыя паверхні ўтрымліваюць аксіды і змазачныя алеі, якія шкодзяць клеевому злучэнню, а кампазітныя матэрыялы часта ўтрымліваюць рэшткі сродкаў для адлучэння формаў і іншыя сіліконавыя забруджванні, якія не могуць утвараць трывалыя хімічныя сувязі з клеямі.
Калі клей наносіцца на паверхню з адным з гэтых рэшткаў, ён спрабуе хімічна прыліпнуць да алеяў і сілікону ў некалькіх верхніх малекулярных пластах матэрыялу. Гэтыя сувязі надзвычай слабыя і непазбежна разбураюцца альбо падчас выпрабаванняў на прадукцыйнасць, альбо падчас выкарыстання прадукту. Калі злучэнні разрываюцца ў месцы, дзе паверхня і клей або пакрыццё сустракаюцца, гэта называецца міжфазным разбурэннем. Кагезійнае разбурэнне падчас выпрабаванняў на зрух унахлест адбываецца, калі разрыў адбываецца ўнутры самога клею. Гэта сведчыць аб вельмі трывалым злучэнні і сабранай канструкцыі, якая з'яўляецца пругкай і даўгавечнай.
Кагезійнае разбурэнне гэтых кампазітных узораў, якія былі апрацаваны лазерам, паказвае клей з абодвух бакоў злучаных матэрыялаў.
Павярхоўнае разбурэнне гэтых кампазітных узораў, якія не былі апрацаваны, паказвае, што клей прыліп толькі да аднаго боку і цалкам адлучыўся ад другога.
Калі ў вас ёсць кагезійнае разбурэнне, у вас ёсць міжфазная сувязь, якая не разбураецца дарэмна. Апрацоўка паверхні накіравана на мадыфікацыю паверхні, каб выдаліць забруджванні і стварыць або адкрыць паверхню, якая зможа хімічна злучацца з клеем для трывалага і надзейнага злучэння.
2- Як даведацца, ці гатовая ваша апрацаваная лазерам паверхня да адгезіі
Вымярэнні кута змочвання, падобныя да тых, што згадваюцца ў артыкуле IJAA і выкарыстоўваюцца для разумення дэградацыі апрацоўкі з цягам часу, з'яўляюцца выключна добрым спосабам маніторынгу і праверкі працэсаў лазернай ачысткі.
Вымярэнне кута змочвання адчувальнае да малекулярных змен, якія адбываюцца на паверхні, якая апрацоўваецца лазерам. Кропля вадкасці, размешчаная на паверхні, будзе падымацца або апускацца ў дакладнай залежнасці ад колькасці мікраскапічных забруджванняў на паверхні. Вымярэнні кута змочвання з'яўляюцца няўмольным паказчыкам адгезіі і могуць даць яснасць і ўяўленне аб тым, наколькі трываласць апрацоўкі адпавядае патрэбам ачысткі матэрыялаў.
Вымярэнні кута змочвання выдатна карэлююць са зменамі ўзроўню забруджванняў, якія выяўляюцца спектраскапічнымі метадамі. Большасць дакладных вымярэнняў забруджванняў на паверхнях праводзяцца з дапамогай абсталявання, якое вытворцы не могуць набыць і якое ўсё роўна нельга выкарыстоўваць на рэальных дэталях, якія фактычна вырабляюцца.
Вымярэнні кута змочвання можна праводзіць непасрэдна да і пасля апрацоўкі на вытворчай лініі з дапамогайкіраўніцтваабоаўтаматызаваныя вымяральныя інструментыГэтак жа, як лазерная ачыстка замяняе састарэлыя метады падрыхтоўкі паверхні з-за патрэб аўтаматызацыі масавай, высокадакладнай вытворчасці, вымярэнні кута змочвання таксама робяць суб'ектыўныя і недакладныя тэсты якасці паверхні, такія як Dyne Ink і тэсты на разрыў вады, непатрэбнымі.
Выпрабаванні на трываласць даследуюць толькі ўзор апрацоўваемых матэрыялаў, павялічваючы ўзровень браку і не даюць ніякіх указанняў на тое, як стварыць больш трывалую сувязь. Вуглы змочвання, калі яны выкарыстоўваюцца па ўсёй вытворчай лініі, могуць дакладна паказаць, дзе працэс патрабуе карэкціроўкі, і даць уяўленне аб тым, што трэба карэктаваць і ў якой ступені.
3- Чаму варта выкарыстоўваць лазерную чыстку?
Было праведзена шмат выдатных даследаванняў аб тым, як лазерная апрацоўка паверхні паляпшае адгезію. Напрыклад,артыкул, апублікаваны ў часопісе Journal of Adhesionдаследавалі, наколькі трываласць суставаў паляпшаецца з дапамогай лазернай ачысткі ў параўнанні з традыцыйнымі метадамі.
Эксперыментальныя вынікі паказваюць, што перададгезійная лазерная апрацоўка паверхні значна палепшыла трываласць на зрух узораў алюмінію, злучаных мадыфікаванай эпаксіднай смалой, у параўнанні з неапрацаванымі і анадаванымі падкладкамі. Найлепшыя вынікі былі атрыманы пры энергіі лазера каля 0,2 Дж/імпульс/см2, дзе трываласць на зрух у адным перакрыцці палепшылася на 600-700% у параўнанні з неапрацаваным алюмініевым сплавам і на 40% у параўнанні з папярэдняй апрацоўкай анадаваннем хромавай кіслатой.
Па меры павелічэння колькасці лазерных імпульсаў падчас апрацоўкі тып разбурэння змяняўся з адгезійнага на кагезійны. Апошняя з'ява карэлюе са зменамі марфалогіі, выяўленымі з дапамогай электроннай мікраскапіі, і хімічнай мадыфікацыяй, паказанай з дапамогай Ожэ- і інфрачырвонай спектраскапіі.
Яшчэ адзін цікавы эфект лазернай абляцыі - гэта здольнасць ствараць паверхню, якая не дэградуе з цягам часу.
Лазер Фартуныправялі выдатную працу, вывучаючы, як лазерная ачыстка ўзаемадзейнічае з паверхнямі нечаканым чынам. Лазерная апрацоўка алюмінію стварае на паверхні малюсенькія кратэры, якія плавяцца і амаль адначасова застываюць у мікракрышталічны пласт на паверхні, які яшчэ больш устойлівы да карозіі, чым сам алюміній.
На дыяграме ніжэй паказана розніца паміж трываласцю на зрух злучэння з выкарыстаннем алюмінію, апрацаванага лазерам, і алюмінію, апрацаванага хімічнай асяроддзем. З часам, калі паверхні падвяргаюцца ўздзеянню вільготнага асяроддзя, здольнасць хімічна апрацаванай паверхні да добрага злучэння значна зніжаецца, таму што вільгаць пачынае раз'ядаць паверхню, у той час як апрацаваная лазерам паверхня захоўвае сваю каразійную ўстойлівасць нават пасля тыдняў уздзеяння.
Час публікацыі: 12 жніўня 2022 г.
