Framleiðendur eru alltaf að leitast við að framleiða vörur sem eru sterkari, endingarbetri og áreiðanlegri, sem og í bíla- og flug- og geimferðageiranum. Í þessu skyni uppfæra þeir oft og skipta út efniskerfum fyrir málmblöndur með lægri eðlisþyngd, betri hitastigs- og tæringarþol. Þetta gefur framleiðendum betri fótfestu á markaðnum.
Reyndar er það bara hálf sagan.
Enn sterkari stefnumótandi kostur er mælanleg vissu um styrk, endingu og áreiðanleika vöru.
Að skipta út eldri efnum fyrir sterkari efni getur verið góð byrjun, en það krefst einnig flóknari framleiðsluferla sem reiða sig á hreinni og skilvirkari yfirborðshreinsun til að búa til sterkar mannvirki. Málmar eins og álfelgur og háþróuð efni eins og kolefnisþráða fjölliða samsett efni, sem oft eru notuð í bíla- og geimferðaiðnaði, þurfa límingu til að draga úr þyngd – þegar festingar eru notaðar bætist þyngd við mannvirkið – og til að búa til áreiðanlegri samskeyti.
Hefðbundnar aðferðir við áferð áls eru meðal annars sandblástur, leysiefnisþurrkun og síðan slípun (með skúringarpúða) eða anóðisering. Límtenging opnar dyrnar að sjálfvirkari ferlum sem hefðbundnar áferðir henta ekki fyrir.
Anóðisering er algengari í geimferðaiðnaði þar sem þessi dýrari og strangari undirbúningur er notaður til að uppfylla strangar kröfur. Meðfæddur breytileiki sandblásturs og handvirkrar slípunartækni sýnir greinilega að stýrðara ferli er nauðsynlegt.
Leysihreinsun eða leysigeislaeyðing fyllir þetta bil í ferlinu sem nákvæmari, umhverfisvænni, sjálfvirknivæddari og skilvirkari aðferð til að meðhöndla málm- og samsett yfirborð til hreinsunar. Þær tegundir mengunar sem finnast á yfirborði þessara efna er auðvelt að fjarlægja með leysigeislavinnslu.
Þar sem leysigeislahreinsun er svo öflug er mikilvægt að vita nákvæmlega hvernig hún hefur áhrif á yfirborðið. Munurinn á rétt meðhöndluðu yfirborði og van- eða ofmeðhöndluðu yfirborði getur verið afar erfiður að meta. Með megindlegri ferlastaðfestingartækni sem er jafn næm og nákvæm og leysigeislaferlið sjálft geta framleiðendur verið vissir um að málm- og samsett yfirborð þeirra séu fullkomlega tilbúin til límingar.
Eftirfarandi Fortune leysigeisli mun gefa þér ítarlega kynningu á ástæðunum fyrir því að velja leysigeislahreinsun.
1 –Hvað er leysigeislahreinsun?
Leysigeislameðferð er afar nákvæm, hitameðhöndluð hreinsunaraðferð sem virkar með því að fjarlægja (ablation) örsmáa brot af yfirborði efnis með einbeittum, oft púlsuðum, leysigeisla. Leysigeislinn geislar yfirborðið til að fjarlægja atóm og er hægt að nota hann til að bora mjög lítil, djúp göt í gegnum mjög hörð efni, sem myndar þunnar filmur eða nanóagnir á yfirborðinu.
Þessi yfirborðshreinsunaraðferð er svo áhrifarík vegna getu hennar til að miða á svona lítil lög af mengunarefnum og leifum. Ályfirborð innihalda oxíð og smurolíur sem eru skaðleg fyrir límtenginguna og samsett efni innihalda oft leifar af myglulosi og öðrum sílikonmengunarefnum sem geta ekki myndað sterk efnatengi við límið.
Þegar lím er borið á yfirborð þar sem einhverjar af þessum leifum eru til staðar mun það reyna að festast efnafræðilega við olíur og sílikon í efstu sameindalögum efnisins. Þessi tengsl eru afar veik og munu óhjákvæmilega bila annaðhvort við afköstaprófanir eða við notkun vörunnar. Þegar samskeyti brotna á þeim stað þar sem yfirborðið og límið eða húðunin mætast er þetta kallað millifletisbilun. Samloðunarbilun við skerprófun er þegar brotið verður innan límsins sjálfs. Þetta bendir til mjög sterks tengsla og samsettrar uppbyggingar sem er seigur og endingargóður.
Samloðunarbilun þessara samsettu sýna sem hafa verið leysigeislameðhöndluð sýnir límið á báðum hliðum efnanna sem verið er að tengja saman.
Bilun í millifleti þessara samsettu sýna sem voru ómeðhöndluð sýnir að límið festist aðeins við aðra hliðina og losnaði alveg við hina.
Þegar um samloðunarbrest er að ræða er um að ræða millifletistengi sem losnar ekki að eilífu. Yfirborðsmeðferð miðar að því að breyta yfirborðinu til að fjarlægja óhreinindi og skapa eða afhjúpa yfirborð sem getur efnafræðilega sameinast líminu fyrir endingargóða og áreiðanlega tengingu.
2- Hvernig á að vita hvort leysigeislameðferð á yfirborði sé tilbúin til viðloðunar
Mælingar á snertihorni, eins og þær sem nefndar eru í greininni frá IJAA og notaðar eru til að skilja niðurbrot meðferða með tímanum, eru einstaklega góð leið til að fylgjast með og staðfesta leysihreinsunarferli.
Mæling á snertihorni er næm fyrir sameindabreytingum sem eiga sér stað á yfirborði sem er verið að meðhöndla með leysi. Vökvadropinn sem settur er á yfirborðið mun hækka eða lækka í nákvæmu hlutfalli við magn smásjármengunar á yfirborðinu. Mælingar á snertihorni eru ótvíræð vísbending um viðloðun og geta veitt skýrleika og innsýn í hversu vel styrkur meðferðarinnar er í samræmi við hreinsunarþarfir efnanna.
Mælingar á snertihorni passa fullkomlega við breytingar á mengunarmagni sem greint er með litrófsmælingum. Flestar nákvæmar mælingar á mengunarefnum á yfirborðum eru gerðar með búnaði sem framleiðendur geta ekki keypt og væri ekki hægt að nota á raunverulega hluti sem eru í raun framleiddir.
Hægt er að framkvæma mælingar á snertihorni strax fyrir og eftir meðhöndlun á framleiðslulínunni meðhandbókeðasjálfvirk mælitækiRétt eins og leysigeislahreinsun kemur í stað úreltra aðferða við yfirborðsundirbúning vegna sjálfvirkniþarfa í mikilli og nákvæmri framleiðslu, gera mælingar á snertihorni einnig huglægar og ónákvæmar prófanir á yfirborðsgæðum eins og dyne-bleki og vatnsrofisprófum úreltar.
Styrkleikaprófanir skoða aðeins sýnishorn af efnunum sem verið er að vinna úr, auka brothlutfallið en gefa enga vísbendingu um hvernig hægt er að styrkja tenginguna. Snertihorn, þegar þau eru notuð um alla framleiðslulínu, geta bent til nákvæmlega hvar ferlið þarfnast fínstillinga og geta veitt innsýn í hvað þarf að fínstilla og að hve miklu leyti.
3- Af hverju að nota leysigeislahreinsun?
Margar góðar rannsóknir hafa verið gerðar á því hvernig leysigeislameðferð á yfirborði bætir viðloðun. Til dæmis,grein sem birtist í tímaritinu Journal of Adhesionkannaði hversu mikið styrkur liða jókst með leysigeislahreinsun samanborið við hefðbundnar aðferðir.
„Tilraunaniðurstöður benda til þess að yfirborðsmeðferð með forviðloðun með leysigeisla hafi bætt verulega skerstyrk álprófa sem eru bundnir með breyttu epoxýi samanborið við ómeðhöndluð og anodiseruð undirlag. Bestu niðurstöðurnar fengust með leysigeislaorku upp á um 0,2 J/púls/cm2 þar sem skerstyrkur með einni umferð batnaði um 600-700% samanborið við ómeðhöndlaða álblöndu og um 40% samanborið við formeðferð með krómsýruanodiseringu.“
Bilunarháttur breyttist úr lími í samloðandi eftir því sem fjöldi leysigeislapúlsa jókst við meðferð. Síðarnefnda fyrirbærið hefur verið tengt við breytingar á formgerð eins og þær koma fram með rafeindasmásjá og efnafræðilegar breytingar eins og Auger- og innrauða litrófsgreining gefur til kynna.
Önnur áhugaverð áhrif leysigeislaeyðingar eru krafturinn til að búa til yfirborð sem brotnar ekki niður með tímanum.
Fortune Laserhefur unnið frábært starf við að rannsaka hvernig leysigeislahreinsun hefur áhrif á yfirborð á óvæntan hátt. Leysigeislameðferð á áli býr til litla gíga í yfirborðinu sem bráðna og storkna næstum samtímis í örkristallað lag á yfirborðinu sem er enn tæringarþolnara en álið sjálft.
Ef litið er á töfluna hér að neðan sést munurinn á klippistyrk límingar með áli sem hefur verið leysigeislameðhöndlað og áli sem hefur verið efnameðhöndlað. Með tímanum, þegar yfirborðið hefur verið útsett fyrir röku umhverfi, minnkar hæfni efnameðhöndlaðs yfirborðs til að bindast vel verulega vegna þess að rakinn byrjar að tæra yfirborðið, en leysigeislameðhöndlað yfirborð heldur tæringarþoli sínu eftir vikur af útsetningu.
Birtingartími: 12. ágúst 2022
