Produsen selalu berupaya menciptakan produk yang lebih kuat, lebih tahan lama, dan lebih andal, begitu pula di sektor otomotif dan kedirgantaraan. Dalam upaya ini, mereka sering memperbarui dan mengganti sistem material dengan paduan logam yang memiliki kepadatan lebih rendah, suhu yang lebih baik, dan ketahanan korosi yang lebih baik. Hal ini memberi produsen pijakan yang lebih kuat di pasar.
Sebenarnya, itu hanya setengah cerita.
Keunggulan strategis yang bahkan lebih kuat adalah kepastian yang dapat diukur tentang kekuatan, daya tahan, dan keandalan suatu produk.
Mengganti material lama dengan yang lebih kuat bisa menjadi langkah awal yang baik, tetapi hal ini juga membutuhkan proses manufaktur yang lebih canggih yang mengandalkan pembersihan permukaan yang lebih bersih dan efisien untuk menciptakan struktur yang kuat. Logam seperti paduan aluminium dan material canggih seperti komposit polimer serat karbon, yang sering digunakan dalam manufaktur otomotif dan kedirgantaraan, memerlukan pengikatan untuk mengurangi bobot – ketika pengencang digunakan, bobot struktur bertambah – dan untuk menciptakan sambungan yang lebih andal.
Teknik finishing aluminium tradisional meliputi sandblasting, solvent wipe, diikuti dengan penggilingan (menggunakan sabut gosok) atau anodisasi. Ikatan perekat membuka pintu bagi proses yang lebih otomatis yang tidak kompatibel dengan finishing tradisional.
Anodisasi lebih umum digunakan dalam aplikasi kedirgantaraan, di mana persiapan yang lebih mahal dan lebih ketat ini digunakan untuk memenuhi spesifikasi yang ketat. Variabilitas inheren dari teknik sandblasting dan abrasi manual jelas menunjukkan bahwa proses yang lebih terkontrol diperlukan.
Pembersihan laser atau ablasi laser mengisi celah proses ini sebagai metode yang lebih presisi, ramah lingkungan, otomatis, dan efisien untuk membersihkan permukaan logam dan komposit. Kontaminasi yang terdapat pada permukaan material ini mudah dihilangkan dengan pemrosesan laser.
Karena pembersihan laser sangat ampuh, penting untuk mengetahui secara pasti bagaimana efeknya terhadap permukaan Anda. Perbedaan antara permukaan yang dirawat dengan benar dan permukaan yang kurang atau terlalu banyak dirawat bisa sangat sulit untuk dinilai. Dengan teknologi verifikasi proses kuantitatif yang sesensitif dan setepat proses laser itu sendiri, produsen dapat yakin bahwa permukaan logam dan komposit mereka sepenuhnya siap untuk direkatkan.
Fortune laser berikut akan memberi Anda pengenalan terperinci tentang alasan memilih pembersihan laser.
1 –Apa itu Pembersihan Laser?
Perawatan laser adalah teknik pembersihan termal yang sangat presisi yang bekerja dengan menghilangkan (ablasi) fraksi-fraksi kecil permukaan material melalui sinar laser yang terfokus dan seringkali berdenyut. Laser menyinari permukaan untuk menghilangkan atom dan dapat digunakan untuk mengebor lubang yang sangat kecil dan dalam pada material yang sangat keras, menghasilkan lapisan tipis atau nanopartikel pada permukaan.
Proses pembersihan permukaan ini sangat efektif karena kemampuannya untuk menargetkan lapisan kontaminan dan residu yang sangat kecil. Permukaan aluminium mengandung oksida dan minyak pelumas yang merusak ikatan perekat, dan komposit seringkali masih mengandung sisa pelepasan cetakan dan kontaminan silikon lainnya yang tidak dapat membentuk ikatan kimia yang kuat dengan perekat.
Ketika perekat diaplikasikan pada permukaan yang mengandung salah satu residu ini, perekat tersebut akan mencoba melekat secara kimiawi pada minyak dan silikon di beberapa lapisan molekul teratas material. Ikatan ini sangat lemah dan pasti akan gagal, baik selama uji kinerja maupun selama penggunaan produk. Ketika sambungan putus pada titik pertemuan permukaan dan perekat atau lapisan, hal ini disebut kegagalan antarmuka. Kegagalan kohesif selama uji geser tumpang tindih terjadi ketika putusnya terjadi di dalam perekat itu sendiri. Hal ini menunjukkan ikatan yang sangat kuat dan struktur rakitan yang tangguh dan tahan lama.
Kegagalan kohesif pada sampel komposit yang telah diberi perlakuan laser menunjukkan adanya perekat pada kedua sisi material yang direkatkan.
Kegagalan antarmuka pada sampel komposit yang tidak diberi perlakuan ini menunjukkan bahwa perekat hanya menempel pada salah satu sisi dan terlepas sepenuhnya pada sisi lainnya.
Ketika terjadi kegagalan kohesif, ikatan antarmuka Anda tidak akan terlepas dengan mudah. Perawatan permukaan bertujuan untuk memodifikasi permukaan guna menghilangkan kontaminan dan menciptakan atau menampilkan permukaan yang dapat menyatu secara kimiawi dengan perekat untuk menghasilkan ikatan yang tahan lama dan andal.
2- Cara Mengetahui Apakah Permukaan yang Diperlakukan Laser Anda Siap untuk Direkatkan
Pengukuran sudut kontak, seperti yang disebutkan dalam makalah IJAA yang digunakan untuk memahami degradasi perawatan dari waktu ke waktu, merupakan cara yang sangat baik untuk memantau dan memverifikasi proses pembersihan laser.
Pengukuran sudut kontak sensitif terhadap perubahan molekuler yang terjadi pada permukaan yang sedang dirawat dengan laser. Tetesan cairan yang dioleskan ke permukaan akan naik atau turun sesuai dengan jumlah kontaminasi mikroskopis di permukaan. Pengukuran sudut kontak merupakan indikator adhesi yang andal dan dapat memberikan kejelasan serta visibilitas tentang seberapa selaras kekuatan perawatan dengan kebutuhan pembersihan material.
Pengukuran sudut kontak berkorelasi dengan baik dengan perubahan tingkat kontaminan yang terdeteksi oleh metode spektroskopi. Sebagian besar pengukuran presisi kontaminan pada permukaan dilakukan dengan peralatan yang tidak layak dibeli oleh produsen dan tidak dapat digunakan pada komponen asli yang sedang diproduksi.
Pengukuran sudut kontak dapat dilakukan segera sebelum dan setelah perawatan pada jalur produksi denganbuku petunjukataualat pengukuran otomatis. Sebagaimana pembersihan laser menggantikan metode persiapan permukaan yang sudah ketinggalan zaman karena kebutuhan otomatisasi manufaktur bervolume tinggi dan presisi tinggi, pengukuran sudut kontak juga membuat uji kualitas permukaan yang subjektif dan tidak presisi seperti tinta dyne dan uji water break menjadi usang.
Uji kinerja kekuatan hanya memeriksa sampel material yang sedang diproses, menambah tingkat skrap, dan tidak memberikan indikasi apa pun tentang cara menciptakan ikatan yang lebih kuat. Sudut kontak, ketika diterapkan di seluruh lini produksi, dapat menunjukkan dengan tepat di mana proses perlu diubah, dan dapat memberikan wawasan tentang apa yang perlu diubah dan sejauh mana.
3- Mengapa Menggunakan Pembersihan Laser?
Ada banyak penelitian hebat tentang bagaimana perawatan permukaan laser meningkatkan daya rekat. Misalnya,sebuah makalah yang diterbitkan dalam Jurnal Adhesimeneliti seberapa besar kekuatan sendi ditingkatkan dengan pembersihan laser dibandingkan dengan metode tradisional.
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa perlakuan permukaan laser pra-adhesi secara signifikan meningkatkan kekuatan geser spesimen aluminium berikatan epoksi termodifikasi dibandingkan dengan substrat yang tidak diolah dan dianodisasi. Hasil terbaik diperoleh dengan energi laser sekitar 0,2 J/Pulsa/cm² di mana kekuatan geser satu lapis meningkat sebesar 600-700% dibandingkan dengan paduan Al yang tidak diolah, dan sebesar 40% dibandingkan dengan pra-perlakuan anodisasi asam kromat.
Modus kegagalan berubah dari adhesif menjadi kohesif seiring bertambahnya jumlah pulsa laser selama perawatan. Fenomena terakhir ini telah berkorelasi dengan perubahan morfologi seperti yang terungkap melalui mikroskop elektron, dan modifikasi kimia seperti yang ditunjukkan oleh Auger dan spektroskopi inframerah.
Efek menarik lain dari ablasi laser adalah kekuatannya untuk menciptakan permukaan yang tidak rusak seiring waktu.
Laser KeberuntunganTelah melakukan penelitian yang luar biasa tentang bagaimana pembersihan laser berinteraksi dengan permukaan dengan beberapa cara yang mengejutkan. Perawatan laser aluminium menciptakan kawah-kawah kecil di permukaan yang meleleh dan hampir bersamaan memadat menjadi lapisan mikrokristalin di permukaan yang bahkan lebih tahan korosi daripada aluminium itu sendiri.
Grafik di bawah ini menunjukkan perbedaan antara kekuatan geser ikatan aluminium yang telah diolah dengan laser dan aluminium yang telah diolah secara kimia. Seiring waktu, karena permukaan terpapar lingkungan lembap, kemampuan permukaan yang diolah secara kimia untuk mengikat dengan baik menurun secara signifikan karena kelembapan mulai mengkorosi permukaan, sementara permukaan yang diolah dengan laser tetap tahan korosi setelah berminggu-minggu terpapar.
Waktu posting: 12-Agu-2022
