Өндірушілер автомобиль және аэроғарыш салаларында сияқты әрқашан берік, берік және сенімдірек өнімдер жасауға тырысады. Осы мақсатта олар материалдық жүйелерді жиі жаңартып, тығыздығы төмен, температураға төзімділігі жоғары және коррозияға төзімді металл қорытпаларымен ауыстырады. Бұл өндірушілерге нарықта жақсырақ орын алуға мүмкіндік береді.
Шын мәнінде, бұл әңгіменің жартысы ғана.
Одан да күшті стратегиялық артықшылық - өнімнің беріктігіне, төзімділігіне және сенімділігіне сандық тұрғыдан сенімділік.
Ескі материалдарды берік материалдармен ауыстыру жақсы бастама болуы мүмкін, бірақ сонымен бірге берік құрылымдарды жасау үшін таза және тиімдірек бетті тазалауға негізделген озық өндірістік процестерді қажет етеді. Алюминий қорытпалары сияқты металдар және автомобиль және аэроғарыш өндірісінде жиі қолданылатын көміртекті талшықты полимер композиттері сияқты озық материалдар салмақты азайту үшін байланыстыруды қажет етеді - бекіткіштер пайдаланылған кезде құрылымға салмақ қосылады - және сенімдірек қосылыстар жасау үшін.
Дәстүрлі алюминий өңдеу әдістеріне құммен өңдеу, еріткішпен сүрту, содан кейін тегістеу (қырғыш жастықшаны пайдаланып) немесе анодтау жатады. Желімді желімдеу дәстүрлі өңдеулермен үйлеспейтін автоматтандырылған процестерге жол ашады.
Анодтау аэроғарыштық қолданбаларда жиі кездеседі, мұнда бұл қымбатырақ және қатаңырақ дайындық қатаң талаптарға сай болу үшін қолданылады. Құммен тазалау және қолмен абразивті өңдеу әдістерінің табиғи өзгергіштігі бақыланатын процестің қажет екенін анық көрсетеді.
Лазерлік тазалау немесе лазерлік абляция металл және композиттік беттерді тазалау үшін өңдеудің дәлірек, экологиялық таза, автоматтандырылған және тиімді әдісі ретінде бұл процестің олқылығын толтырады. Бұл материалдардың бетінде кездесетін ластану түрлері лазерлік өңдеу арқылы оңай жойылады.
Лазерлік тазалау өте күшті болғандықтан, оның бетіңізге қалай әсер ететінін нақты білу өте маңызды. Дұрыс өңделген бет пен жеткіліксіз немесе артық өңделген беттің арасындағы айырмашылықты бағалау өте қиын болуы мүмкін. Сандық процесті тексеру технологиясы лазерлік процестің өзі сияқты сезімтал және дәл болғандықтан, өндірушілер металл және композиттік беттерінің желімдеуге толық дайын екеніне сенімді бола алады.
Келесі Fortune laser сізге лазерлік тазалауды таңдау себептерімен егжей-тегжейлі таныстырады.
1 –Лазерлік тазалау дегеніміз не?
Лазерлік өңдеу - бұл материал бетінің ұсақ фракцияларын фокусталған, көбінесе импульсті лазер сәулесі арқылы алып тастау (абляциялау) арқылы жұмыс істейтін өте дәл, термиялық тазарту әдісі. Лазер атомдарды алып тастау үшін бетті сәулелендіреді және өте қатты материалдар арқылы өте кішкентай, терең тесіктерді бұрғылау, бетінде жұқа қабықшалар немесе нанобөлшектер алу үшін пайдаланылуы мүмкін.
Бұл бетті тазалау процесі ластаушы заттар мен қалдықтардың осындай ұсақ қабаттарын нысанаға алу қабілетіне байланысты өте тиімді. Алюминий беттерінде желімнің қосылуына зиянды оксидтер мен майлағыш майлар бар, ал композиттер көбінесе желімдермен берік химиялық байланыс түзе алмайтын зең бөлінулері мен басқа да силикон ластаушы заттарының қалдықтарын сақтайды.
Осы қалдықтардың бірі бар бетке желім жағылған кезде, ол материалдың жоғарғы бірнеше молекулалық қабаттарындағы майлар мен силиконға химиялық жабыстыруға тырысады. Бұл байланыстар өте әлсіз және өнімділік сынақтары кезінде немесе өнімді пайдалану кезінде сөзсіз үзіледі. Бет пен желім немесе жабын түйісетін жерде буындар үзілгенде, бұл бетаралық ақау деп аталады. Тізбектік ығысу сынағы кезіндегі когезиялық ақау - бұл үзіліс желімнің өзінде болған кезде болады. Бұл өте берік байланыстың және серпімді және ұзаққа созылатын жиналған құрылымның көрсеткіші.
Лазермен өңделген осы композиттік үлгілердің когезиялық бұзылуы желімделетін материалдардың екі жағында да желімнің бар екенін көрсетеді.
Өңделмеген осы композиттік үлгілердің беткі қабатының бұзылуы желімнің тек бір жағына ғана жабысып, екінші жағын толығымен босатқанын көрсетеді.
Когезия бұзылған кезде, сізде босқа жібермейтін бетаралық байланыс пайда болады. Беттік өңдеулер ластаушы заттарды кетіру және берік және сенімді байланыстар үшін желіммен химиялық түрде біріге алатын бетті жасау немесе ашу үшін бетті өзгертуге бағытталған.
2- Лазермен өңделген бетіңіздің адгезияға дайын екенін қалай білуге болады
IJAA мақаласында айтылғандай, өңдеудің артық уақыттағы нашарлауын түсіну үшін қолданылатын жанасу бұрышын өлшеу лазерлік тазалау процестерін бақылау мен тексерудің өте жақсы тәсілі болып табылады.
Жанасу бұрышын өлшеу лазермен өңделетін бетте болатын молекулалық өзгерістерге сезімтал. Бетке түскен сұйықтық тамшысы беттегі микроскопиялық ластану мөлшеріне дәл пропорционалды түрде көтеріледі немесе төмендейді. Жанасу бұрышын өлшеу адгезияның үздіксіз көрсеткіші болып табылады және өңдеу беріктігінің материалдардың тазалау қажеттіліктеріне қаншалықты сәйкес келетінін анық және көрінетін етіп көрсете алады.
Жанасу бұрышын өлшеу спектроскопия әдістерімен анықталған ластаушы заттар деңгейінің өзгерістерімен тамаша өзара байланысты. Беттердегі ластаушы заттардың дәлдік өлшемдерінің көпшілігі өндірушілердің сатып алуы мүмкін емес және іс жүзінде өндіріліп жатқан нақты бөлшектерде қолдануға болмайтын жабдықпен жасалады.
Жанасу бұрышын өлшеуді өндіріс желісінде өңдеу алдында және одан кейін бірден жүргізуге боладынұсқаулықнемесеавтоматтандырылған өлшеу құралдарыЛазерлік тазалау жоғары көлемді, жоғары дәлдіктегі өндірісті автоматтандыру қажеттіліктеріне байланысты ескірген бетті дайындау әдістерін ауыстыратыны сияқты, жанасу бұрышын өлшеу динамометрлік сиялар және судың үзілуін тексеру сияқты субъективті және дәл емес бет сапасын тексерулерді де ескіреді.
Беріктік көрсеткіштерін тексеру тек өңделетін материалдардың үлгісін ғана тексереді, қалдықтардың мөлшеріне қосылады және берік байланысты қалай жасау керектігін көрсетпейді. Өндіріс желісінде қолданылған кезде жанасу бұрыштары процестің қай жерде өзгерту қажет екенін дәл көрсете алады және нені және қандай дәрежеде өзгерту керектігі туралы түсінік бере алады.
3- Неліктен лазерлік тазалауды қолдану керек?
Лазерлік бетті өңдеудің адгезияны жақсарту жолдары туралы көптеген керемет зерттеулер жүргізілді. Мысалы,Journal of Adhesion журналында жарияланған мақаладәстүрлі әдістермен салыстырғанда лазерлік тазалаудың буын беріктігін қаншалықты арттыратынын зерттеді.
«Эксперименттік нәтижелер алдын ала адгезия лазерлік бетті өңдеу модификацияланған эпоксидті байланысқан алюминий үлгілерінің ығысу беріктігін өңделмеген және анодталған негіздермен салыстырғанда айтарлықтай жақсартқанын көрсетеді. Ең жақсы нәтижелер шамамен 0,2 Дж/импульс/см2 лазер энергиясымен алынды, мұнда бір айналымды ығысу беріктігі өңделмеген алюминий қорытпасымен салыстырғанда 600-700%-ға және хром қышқылымен анодтау алдын ала өңдеуімен салыстырғанда 40%-ға жақсарды.»
Өңдеу кезінде лазерлік импульстардың саны артқан сайын бұзылу режимі адгезивтіден когезивтіге өзгерді. Соңғы құбылыс электронды микроскопия арқылы анықталған морфологиялық өзгерістермен және Оже мен инфрақызыл спектроскопия арқылы көрсетілген химиялық модификациямен өзара байланысты болды.
Лазерлік абляцияның тағы бір қызықты әсері - уақыт өте келе тозбайтын бетті жасау мүмкіндігі.
Бақыт лазерілазерлік тазалаудың беттермен қалай әрекеттесетінін таңқаларлықтай жолдармен зерттеуде үлкен жұмыс атқарды. Алюминийдің лазерлік өңдеуі бетінде кішкентай кратерлер жасайды, олар балқып, бір мезгілде алюминийдің өзінен де коррозияға төзімді микрокристалды қабатқа айналады.
Төмендегі кестеге қарасақ, лазермен өңделген алюминий мен химиялық өңделген алюминийді пайдалану арқылы жасалған байланыстың ығысу беріктігінің айырмашылығын көруге болады. Уақыт өте келе, беттер ылғалды ортаға ұшырағандықтан, химиялық өңделген беттің жақсы байланысу қабілеті айтарлықтай төмендейді, себебі ылғал бетті коррозиялай бастайды, ал лазермен өңделген бет бірнеше апта бойы әсер еткеннен кейін коррозияға төзімділігін сақтайды.
Жарияланған уақыты: 2022 жылғы 12 тамыз
