Производителите секогаш се стремат да направат производи кои се посилни, потрајни и посигурни, како и во автомобилскиот и воздухопловниот сектор. Во оваа потрага, тие често ги надградуваат и заменуваат материјалните системи со метални легури со помала густина, подобра отпорност на температура и корозија. Ова им дава на производителите подобра позиција на пазарот.
Всушност, тоа е само половина од приказната.
Уште посилна стратешка предност е квантификуваната сигурност за јачината, издржливоста и сигурноста на производот.
Заменувањето на постарите материјали со поцврсти може да биде добар почеток, но исто така бара понапредни производствени процеси кои се потпираат на почисто и поефикасно чистење на површините за да се создадат цврсти структури. Металите како што се алуминиумските легури и напредните материјали како што се полимерните композити од јаглеродни влакна, кои често се користат во автомобилското и воздухопловното производство, бараат лепење за да се намали тежината - кога се користат сврзувачки елементи, се додава тежина на структурата - и за да се создадат посигурни споеви.
Традиционалните техники за завршна обработка на алуминиум вклучуваат пескарење, бришење со растворувач, проследено со брусење (со употреба на рампа за чистење) или анодизирање. Лепливото лепење отвора врата за поавтоматизирани процеси за кои традиционалните завршни обработки не се компатибилни.
Анодизацијата е почеста во воздухопловните апликации каде што оваа поскапа и построга подготовка се користи за да се исполнат строгите спецификации. Вродената варијабилност на техниките за пескарење и рачното абразирање јасно покажува дека е потребен поконтролиран процес.
Ласерското чистење или ласерската аблација го пополнува овој процесен јаз како попрецизен, еколошки, автоматизиран и ефикасен метод за третирање на метални и композитни површини за чистење. Видовите контаминација што се наоѓаат на површината на овие материјали лесно се отстрануваат со ласерска обработка.
Бидејќи ласерското чистење е толку моќно, клучно е да се знае точно како влијае на вашата површина. Разликата помеѓу правилно третирана површина и недоволно или премногу третирана површина може да биде исклучително тешка за проценка. Со технологија за квантитативна верификација на процесот, толку чувствителна и прецизна како и самиот ласерски процес, производителите можат да бидат сигурни дека нивните метални и композитни површини се целосно подготвени за лепење.
Следниот ласер од Fortune ќе ви даде детален вовед во причините за избор на ласерско чистење.
1 –Што е ласерско чистење?
Ласерскиот третман е исклучително прецизна техника на термичко чистење која функционира со отстранување (аблација) на мали делови од површината на материјалот преку фокусиран, често пулсирачки ласерски зрак. Ласерот ја озрачува површината за да отстрани атоми и може да се користи за дупчење екстремно мали, длабоки дупки низ многу тврди материјали, создавајќи тенки филмови или наночестички на површината.
Овој процес на чистење на површини е толку ефикасен поради неговата способност да ги таргетира толку малите слоеви на загадувачи и остатоци. Алуминиумските површини содржат оксиди и масла за подмачкување кои се штетни за спојувањето на лепилата, а композитите често задржуваат преостанати испуштања од мувла и други силиконски загадувачи кои не можат да формираат силни хемиски врски со лепилата.
Кога лепило се нанесува на површина со еден од овие остатоци, тоа ќе се обиде хемиски да се залепи за маслата и силиконот на горните неколку молекуларни слоеви на материјалот. Овие врски се екстремно слаби и неизбежно ќе откажат или за време на тестовите за перформанси или за време на употребата на производот. Кога споевите се кршат на точката каде што површината и лепилото или премазот се среќаваат, ова се нарекува меѓуфазен дефект. Кохезивен дефект за време на тестирањето на преклопување е кога прекинот се случува во самото лепило. Ова укажува на многу силна врска и склопена структура која е еластична и долготрајна.
Кохезивното кршење на овие композитни примероци кои се третирани со ласер покажува дека лепилото е од двете страни на материјалите што се лепат.
Меѓуфазното оштетување на овие композитни примероци кои не беа третирани покажува дека лепилото се залепило само на едната страна и целосно се опуштило од другата.
Кога имате кохезивно кршење, имате меѓуфазна врска која не се откажува залудно. Површинските третмани имаат за цел да ја модифицираат површината за да ги отстранат нечистотиите и да создадат или откријат површина која ќе може хемиски да се спои со лепилото за трајни и сигурни врски.
2- Како да знаете дали вашата површина третирана со ласер е подготвена за лепење
Мерењата на контактниот агол, како оние споменати во трудот на IJAA што се користат за разбирање на деградацијата на третманите со текот на времето, се исклучително добар начин за следење и верификација на процесите на ласерско чистење.
Мерењето на контактниот агол е чувствително на молекуларните промени што се случуваат на површината што се третира со ласер. Капката течност поставена на површината ќе се зголемува или намалува во точна релација со количината на микроскопска контаминација на површината. Мерењата на контактниот агол се постојан показател за адхезија и можат да понудат јасност и видливост за тоа колку јачината на третманот е усогласена со потребите за чистење на материјалите.
Мерењата на контактниот агол совршено корелираат со промените во нивоата на загадувачи регистрирани со спектроскопските методи. Повеќето прецизни мерења на загадувачи на површини се вршат со опрема што не е изводлива за купување од страна на производителите и не би можела да се користи на вистински делови што всушност се произведуваат.
Мерењата на контактниот агол може да се извршат непосредно пред и по третманот на производствената линија соприрачникилиавтоматизирани алатки за мерењеИсто како што ласерското чистење ги заменува застарените методи за подготовка на површините поради потребите за автоматизација на производството со голем обем и висока прецизност, мерењата на контактниот агол ги прават субјективните и непрецизни тестови за квалитет на површината, како што се мастилата за дина и тестовите за водоотпорност, застарени.
Тестовите за цврстина испитуваат само примерок од материјалите што се обработуваат, додавајќи на стапката на отпад и не давајќи никаква индикација за тоа како да се создаде посилна врска. Контактните агли, кога се користат низ целата производствена линија, можат точно да покажат каде процесот бара прилагодување и можат да дадат увид во тоа што треба да се прилагоди и до кој степен.
3- Зошто да користите ласерско чистење?
Има многу одлични истражувања за начините на кои ласерскиот третман на површините ја подобрува адхезијата. На пример,труд објавен во Journal of Adhesionистражуваше колку цврстината на зглобовите се подобрува со ласерско чистење за разлика од традиционалните методи.
„Експерименталните резултати покажуваат дека третманот со претходна ласерска површина значително ја подобрил цврстината на смолкнување на примероците од модифицирано епоксидно врзани алуминиум во споредба со нетретирани и анодизирани подлоги. Најдобри резултати се добиени со енергија на ласерот од околу 0,2 J/пулс/cm2, каде што цврстината на смолкнување со еден круг е подобрена за 600-700% во споредба со онаа на нетретирана легура на алуминиум и за 40% во споредба со претходната обработка со анодизирање со хромна киселина.“
Начинот на дефект се промени од адхезивен во кохезивен како што бројот на ласерски импулси се зголемуваше за време на третманот. Вториот феномен е во корелација со морфолошките промени како што е откриено со електронска микроскопија и хемиска модификација како што е индицирано со Ожерова и инфрацрвена спектроскопија.“
Друг интересен ефект на ласерската аблација е моќта што ја има да создаде површина што не се деградира со текот на времето.
Ласер за среќазаврши одлична работа истражувајќи како ласерското чистење комуницира со површините на некои изненадувачки начини. Ласерскиот третман на алуминиум создава мали кратери на површината кои се топат и речиси истовремено се стврднуваат во микрокристален слој на површината кој е уште поотпорен на корозија од самиот алуминиум.
Гледајќи ја табелата подолу, таа ја покажува разликата помеѓу цврстината на смолкнување на врската со алуминиум кој е ласерски третиран и алуминиум кој е хемиски третиран. Со текот на времето, како што површините се изложени на влажна средина, способноста на хемиски третираната површина добро да се врзува значително се намалува бидејќи влагата почнува да ја кородира површината, додека ласерски третираната површина ја задржува својата отпорност на корозија по недели изложеност.
Време на објавување: 12 август 2022 година
