Fabrikatzaileek beti bilatzen dituzte produktu sendoagoak, iraunkorragoak eta fidagarriagoak, baita automobilgintza eta aeroespazial sektoreetan ere. Helburu horretan, maiz berritzen dituzte eta ordezkatzen dituzte material sistemak dentsitate txikiagoko, tenperatura eta korrosioarekiko erresistentzia hobea duten metal aleazioekin. Horri esker, fabrikatzaileek oinarri hobea dute merkatuan.
Egia esan, hori istorioaren erdia baino ez da.
Abantaila estrategiko are sendoagoa produktu baten indarrari, iraunkortasunari eta fidagarritasunari buruzko ziurtasun kuantifikagarria da.
Material zaharragoak sendoagoekin ordezkatzea hasiera ona izan daiteke, baina egitura sendoak sortzeko gainazal garbiago eta eraginkorragoetan oinarritutako fabrikazio-prozesu aurreratuagoak ere behar dira. Aluminiozko aleazioak bezalako metalek eta karbono-zuntz polimero konpositeen moduko material aurreratuek, askotan automobilgintzan eta aeroespazialean erabiltzen direnek, loturak behar dituzte pisua murrizteko –lotura-elementuak erabiltzen direnean, pisua gehitzen zaio egiturari– eta lotura fidagarriagoak sortzeko.
Aluminiozko akabera-teknika tradizionalen artean daude hareazko leherketa, disolbatzaile bidezko garbiketa, eta ondoren leuntzea (garbiketa-eskuoihal bat erabiliz) edo anodizatzea. Itsasgarrizko loturak ateak irekitzen dizkie akabera tradizionalak bateragarriak ez diren prozesu automatizatuagoei.
Anodizazioa ohikoagoa da aeroespazioko aplikazioetan, non prestaketa garestiago eta zorrotzago hau erabiltzen den zehaztapen zorrotzak betetzeko. Hareazko leherketa eta eskuzko urradura tekniken aldakortasun intrintsekoak argi erakusten du prozesu kontrolatuago bat beharrezkoa dela.
Laser bidezko garbiketak edo laser ablazioak prozesu-hutsune hori betetzen du, metalezko eta konpositezko gainazalak garbitzeko tratamendu zehatzagoa, ingurumena errespetatzen duena, automatizagarriagoa eta eraginkorragoa baita. Material hauen gainazalean aurkitzen diren kutsadura motak erraz kentzen dira laser bidezko prozesamenduaren bidez.
Laser bidezko garbiketa hain indartsua denez, ezinbestekoa da zure gainazalean nola eragiten duen zehatz-mehatz jakitea. Oso zaila izan daiteke behar bezala tratatutako gainazal baten eta gutxiegi edo gehiegi tratatutako gainazal baten arteko aldea ebaluatzea. Prozesu kuantitatiboen egiaztapen-teknologia laser prozesua bera bezain sentikorra eta zehatza izanik, fabrikatzaileek ziur egon daitezke beren metalezko eta konpositezko gainazalak itsasteko prest daudela.
Hurrengo Fortune laserrak laser bidezko garbiketa aukeratzeko arrazoien sarrera zehatza emango dizu.
1 –Zer da laser garbiketa??
Laser tratamendua garbiketa termiko oso zehatza da, material baten gainazaleko zati txikiak laser izpi fokatu eta askotan pultsatzaile baten bidez kentzen (ablazioa) funtzionatzen duena. Laserrak gainazala irradiatzen du atomoak kentzeko eta material oso gogorretan zulo oso txikiak eta sakonak egiteko erabil daiteke, gainazalean film meheak edo nanopartikulak sortuz.
Gainazalak garbitzeko prozesu hau hain eraginkorra da kutsatzaile eta hondakin geruza txiki horiek erasotzeko duen gaitasunagatik. Aluminiozko gainazalek oxidoak eta lubrifikatzaile olioak dituzte, itsasgarrien loturarako kaltegarriak direnak, eta konpositeek askotan molde-askapenaren hondarrak eta itsasgarriekin lotura kimiko sendoak eratu ezin dituzten beste silikonazko kutsatzaile batzuk mantentzen dituzte.
Hondakin horietako bat duen gainazal bati itsasgarri bat aplikatzen zaionean, materialaren goiko geruza molekular gutxi batzuetako olioei eta silikonari kimikoki itsasten saiatuko da. Lotura hauek oso ahulak dira eta, saihestezin, huts egingo dute errendimendu-probetan edo produktua erabiltzean. Junturak gainazala eta itsasgarria edo estaldura elkartzen diren puntuan hausten direnean, gainazaleko akats horri gainazaleko akatsa deritzo. Solairu-zizailadura probetan kohesio-akatsa haustura itsasgarriaren barruan bertan gertatzen denean gertatzen da. Horrek lotura oso sendo baten eta muntatutako egitura erresiliente eta iraunkorraren adierazgarri da.
Laser bidez tratatutako konposite lagin hauen kohesio-hausturak lotzen ari diren materialen bi aldeetako itsasgarria erakusten du.
Tratatu ez diren konposite lagin hauen gainazaleko akatsek erakusten dute itsasgarria alde bati bakarrik itsatsi zitzaiola eta bestea erabat askatu zela.
Kohesio-hutsegitea duzunean, gainazaleko lotura bat duzu, alferrik askatzen ez dena. Gainazaleko tratamenduek gainazala aldatzea dute helburu, kutsatzaileak kentzeko eta itsasgarriarekin kimikoki fusionatu ahal izango den gainazal bat sortu edo agerian uzteko, lotura iraunkor eta fidagarriak lortzeko.
2- Nola jakin zure laser bidez tratatutako gainazala itsasteko prest dagoen ala ez
Kontaktu angeluaren neurketak, IJAAren artikuluaren antzekoak tratamenduen denboran zeharreko degradazioa ulertzeko erabiltzen direnak, oso modu ona dira laser bidezko garbiketa prozesuak kontrolatu eta egiaztatzeko.
Kontaktu-angeluaren neurketa laser bidez tratatzen ari den gainazalean gertatzen diren aldaketa molekularrekiko sentikorra da. Gainazalean jartzen den likido tanta igo edo jaitsi egingo da gainazaleko kutsadura mikroskopikoaren kantitatearen arabera. Kontaktu-angeluaren neurketak atxikimenduaren adierazle etengabea dira eta argitasuna eta ikusgarritasuna eskain dezakete tratamenduaren indarra materialen garbiketa-beharrekin nola lerrokatuta dagoen jakiteko.
Kontaktu-angeluaren neurketak ederki korrelatzen dira espektroskopia-metodoek hautemandako kutsatzaile-mailen aldaketekin. Gainazaletako kutsatzaileen neurketa zehatz gehienak fabrikatzaileek erosi ezin dituzten eta, nolanahi ere, fabrikatzen ari diren benetako piezetan erabili ezin diren ekipoekin egiten dira.
Kontaktu-angeluaren neurketak ekoizpen-lerroan tratamendua baino lehen eta ondoren egin daitezkeeskuliburuaedoneurketa tresna automatizatuakLaser bidezko garbiketak bolumen handiko eta zehaztasun handiko fabrikazioaren automatizazio beharrengatik gainazalak prestatzeko metodo zaharkituak ordezkatzen dituen bezala, kontaktu angeluaren neurketek gainazalaren kalitate proba subjektiboak eta zehaztugabeak ere zaharkituta uzten dituzte, hala nola tinta dinamikoak eta ur-haustura probak.
Indar-errendimendu probek prozesatzen ari diren materialen lagin bat baino ez dute aztertzen, hondakin-tasa handituz eta lotura sendoagoa nola sortu adierazten ez duten adierazpenik eman gabe. Kontaktu-angeluek, ekoizpen-lerro batean zehar erabiltzen direnean, prozesuak doikuntzak behar dituen tokia zehazki adierazi dezakete, eta zer doikuntza behar den eta zein neurritan zehaztu dezakete.
3- Zergatik erabili laser garbiketa?
Ikerketa bikain asko egin dira laser bidezko gainazaleko tratamenduak atxikimendua nola hobetzen duen azaltzeko. Adibidez,Journal of Adhesion aldizkarian argitaratutako artikulu bataztertu zuen laser garbiketak zenbateraino hobetzen duen artikulazioen indarra metodo tradizionalen aldean.
"Emaitza esperimentalek adierazten dute aurre-itsaspen laser bidezko gainazaleko tratamenduak nabarmen hobetu duela epoxi aldatuz lotutako aluminiozko laginen zizaila-erresistentzia, tratatu gabeko eta anodizatutako substratuekin alderatuta. Emaitza onenak 0,2 J/Pultsu/cm2 inguruko laser energiarekin lortu ziren, non geruza bakarreko zizaila-erresistentzia % 600-700 hobetu zen tratatu gabeko Al aleazioarekin alderatuta, eta % 40 azido kromikozko anodizazio aurre-tratamenduarekin alderatuta."
Tratamenduan zehar laser pultsu kopurua handitu ahala, huts egiteko modua itsasgarritik kohesiora aldatu zen. Azken fenomeno hau mikroskopia elektronikoak agerian utzitako morfologia aldaketekin eta Auger eta infragorri espektroskopiak adierazitako aldaketa kimikoekin erlazionatu da.
Laser ablazioaren beste efektu interesgarri bat denboran zehar degradatzen ez den gainazal bat sortzeko duen ahalmena da.
Fortuna Laserralan bikaina egin du laser bidezko garbiketak gainazalekin modu harrigarri batzuetan nola elkarreragiten duen aztertzeko. Aluminioaren laser tratamenduak krater txikiak sortzen ditu gainazalean, urtu eta ia aldi berean solidotzen direnak gainazaleko geruza mikrokristalino batean, aluminioa bera baino korrosioarekiko erresistenteagoa dena.
Beheko taulari begiratuta, laser bidez tratatutako aluminioa erabiltzen duen lotura baten zizaila-erresistentziaren eta kimikoki tratatutako aluminioaren arteko aldea ikusten da. Denborarekin, gainazalak ingurune heze batean egon diren heinean, kimikoki tratatutako gainazalaren lotura ondo egiteko gaitasuna nabarmen gutxitzen da, hezetasunak gainazala korroditzen hasten delako, laser bidez tratatutako gainazalak, berriz, korrosioarekiko erresistentzia mantentzen duen bitartean asteak igaro ondoren.
Argitaratze data: 2022ko abuztuaren 12a
