Pengilang sentiasa berusaha untuk menghasilkan produk yang lebih kuat, lebih tahan lama dan lebih andal, serta dalam sektor automotif dan aeroangkasa. Dalam usaha ini, mereka kerap menaik taraf dan menggantikan sistem bahan dengan aloi logam yang lebih rendah ketumpatannya, suhu yang lebih baik dan tahan kakisan. Ini memberikan pengeluar kedudukan yang lebih baik di pasaran.
Sebenarnya, itu baru separuh cerita.
Kelebihan strategik yang lebih kukuh ialah kepastian yang boleh diukur tentang kekuatan, ketahanan dan kebolehpercayaan sesuatu produk.
Menggantikan bahan lama dengan yang lebih kuat boleh menjadi permulaan yang baik, tetapi ia juga memerlukan proses pembuatan yang lebih maju yang bergantung pada pembersihan permukaan yang lebih bersih dan cekap untuk menghasilkan struktur yang kuat. Logam seperti aloi aluminium dan bahan canggih seperti komposit polimer gentian karbon, yang sering digunakan dalam pembuatan automotif dan aeroangkasa, memerlukan ikatan untuk mengurangkan berat – apabila pengikat digunakan, berat ditambah pada struktur – dan untuk menghasilkan sambungan yang lebih andal.
Teknik kemasan aluminium tradisional termasuk sandblasting, pengelap pelarut, diikuti dengan pengisaran (menggunakan pad penggosok) atau anodisasi. Ikatan pelekat membuka pintu kepada proses yang lebih automatik yang mana kemasan tradisional tidak serasi.
Anodisasi lebih biasa dalam aplikasi aeroangkasa di mana penyediaan yang lebih mahal dan lebih ketat ini digunakan untuk memenuhi spesifikasi yang ketat. Kebolehubahan yang wujud dalam teknik sandblasting dan lelasan manual jelas menunjukkan bahawa proses yang lebih terkawal diperlukan.
Pembersihan laser atau ablasi laser mengisi jurang proses ini sebagai kaedah yang lebih tepat, mesra alam, boleh automatik dan cekap untuk merawat permukaan logam dan komposit untuk pembersihan. Jenis-jenis pencemaran yang terdapat pada permukaan bahan-bahan ini mudah disingkirkan melalui pemprosesan laser.
Oleh kerana pembersihan laser sangat berkuasa, adalah penting untuk mengetahui dengan tepat bagaimana ia mempengaruhi permukaan anda. Perbezaan antara permukaan yang dirawat dengan betul dan permukaan yang kurang atau terlebih dirawat boleh menjadi sangat sukar untuk dinilai. Dengan teknologi pengesahan proses kuantitatif yang sensitif dan tepat seperti proses laser itu sendiri, pengeluar boleh yakin bahawa permukaan logam dan komposit mereka sedia sepenuhnya untuk dilekatkan.
Laser Fortune berikut akan memberi anda pengenalan terperinci tentang sebab-sebab memilih pembersihan laser.
1 –Apakah Pembersihan Laser?
Rawatan laser ialah teknik pembersihan haba yang sangat tepat yang berfungsi dengan membuang (ablasi) pecahan kecil permukaan bahan melalui pancaran laser yang terfokus dan sering berdenyut. Laser menyinari permukaan untuk membuang atom dan boleh digunakan untuk menggerudi lubang yang sangat kecil dan dalam melalui bahan yang sangat keras, menghasilkan filem nipis atau nanopartikel pada permukaan.
Proses pembersihan permukaan ini sangat berkesan kerana keupayaannya untuk menyasarkan lapisan kecil bahan cemar dan sisa. Permukaan aluminium mengandungi oksida dan minyak pelincir yang memudaratkan sambungan pelekat dan komposit sering mengekalkan sisa pelepasan acuan dan bahan cemar silikon lain yang tidak dapat membentuk ikatan kimia yang kuat dengan pelekat.
Apabila pelekat disapu pada permukaan yang mengandungi salah satu daripada sisa ini, ia akan cuba melekat secara kimia pada minyak dan silikon pada beberapa lapisan molekul atas bahan. Ikatan ini sangat lemah dan pasti akan gagal sama ada semasa ujian prestasi atau semasa penggunaan produk. Apabila sambungan putus pada titik di mana permukaan dan pelekat atau salutan bertemu, ini dipanggil kegagalan antara muka. Kegagalan kohesif semasa ujian ricih pusingan adalah apabila kerosakan berlaku dalam pelekat itu sendiri. Ini menunjukkan ikatan yang sangat kuat dan struktur yang dipasang yang berdaya tahan dan tahan lama.
Kegagalan kohesif sampel komposit yang telah dirawat laser menunjukkan pelekat pada kedua-dua belah bahan yang terikat.
Kegagalan antara muka sampel komposit yang tidak dirawat menunjukkan bahawa pelekat hanya melekat pada salah satu sisi dan melepaskan sepenuhnya sisi yang lain.
Apabila anda mengalami kegagalan kohesif, anda mempunyai ikatan antara muka yang tidak melepaskan apa-apa. Rawatan permukaan bertujuan untuk mengubah suai permukaan untuk membuang bahan cemar dan mencipta atau mendedahkan permukaan yang akan dapat bergabung secara kimia dengan pelekat untuk ikatan yang tahan lama dan andal.
2- Cara Mengetahui Sama Ada Permukaan Anda Yang Dirawat Laser Sedia Untuk Dilekatkan
Pengukuran sudut sentuh, seperti yang disebut dalam kertas IJAA yang digunakan untuk memahami degradasi rawatan dari semasa ke semasa, merupakan cara yang sangat baik untuk memantau dan mengesahkan proses pembersihan laser.
Pengukuran sudut sentuh sensitif terhadap perubahan molekul yang berlaku pada permukaan yang dirawat dengan laser. Titisan cecair yang diletakkan di atas permukaan akan naik atau turun dalam hubungan yang tepat dengan jumlah pencemaran mikroskopik pada permukaan. Pengukuran sudut sentuh merupakan penunjuk lekatan yang berterusan dan boleh memberikan kejelasan dan keterlihatan tentang sejauh mana kekuatan rawatan tersebut selaras dengan keperluan pembersihan bahan.
Pengukuran sudut sentuh berkorelasi dengan baik dengan perubahan tahap bahan cemar yang dikesan melalui kaedah spektroskopi. Kebanyakan pengukuran ketepatan bahan cemar pada permukaan dilakukan dengan peralatan yang tidak boleh dibeli oleh pengeluar dan tidak boleh digunakan pada bahagian sebenar yang sebenarnya sedang dikeluarkan.
Pengukuran sudut sentuh boleh dilakukan sebaik sahaja sebelum dan selepas rawatan di barisan pengeluaran denganmanualataualat pengukuran automatikSama seperti pembersihan laser menggantikan kaedah penyediaan permukaan yang ketinggalan zaman disebabkan oleh keperluan automasi pembuatan bervolum tinggi dan berketepatan tinggi, pengukuran sudut sentuhan juga menjadikan ujian kualiti permukaan yang subjektif dan tidak tepat seperti dakwat dyne dan ujian pecahan air menjadi usang.
Ujian prestasi kekuatan hanya memeriksa sampel bahan yang sedang diproses, menambah kadar sekerap dan tidak memberikan sebarang petunjuk tentang cara mewujudkan ikatan yang lebih kuat. Sudut sentuhan, apabila digunakan di seluruh barisan pengeluaran boleh menunjukkan dengan tepat di mana proses memerlukan pengubahsuaian, dan boleh memberikan gambaran tentang apa yang perlu diubah suai dan setakat mana.
3- Mengapa Perlu Menggunakan Pembersihan Laser?
Terdapat banyak kajian hebat tentang cara rawatan permukaan laser meningkatkan lekatan. Contohnya,kertas kerja yang diterbitkan dalam Jurnal Lekatanmeneroka sejauh mana kekuatan sendi dipertingkatkan melalui pembersihan laser berbanding kaedah tradisional.
“Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa rawatan permukaan laser pra-adhesi meningkatkan kekuatan ricih spesimen aluminium terikat epoksi yang diubah suai dengan ketara berbanding dengan substrat yang tidak dirawat dan dianodkan. Keputusan terbaik diperoleh dengan tenaga laser kira-kira 0.2 J/Pulse/cm2 di mana kekuatan ricih pusingan tunggal ditingkatkan sebanyak 600-700% berbanding dengan aloi Al yang tidak dirawat, dan sebanyak 40% berbanding dengan pra-rawatan anodisasi asid kromik.
Mod kegagalan berubah daripada pelekat kepada kohesif apabila bilangan denyutan laser meningkat semasa rawatan. Fenomena yang terakhir telah dikaitkan dengan perubahan morfologi seperti yang ditunjukkan oleh mikroskop elektron, dan pengubahsuaian kimia seperti yang ditunjukkan oleh spektroskopi Auger dan inframerah.
Satu lagi kesan menarik ablasi laser ialah kuasa yang dimilikinya untuk mencipta permukaan yang tidak merosot dari semasa ke semasa.
Laser Keberuntungantelah melakukan kerja yang hebat dalam mengkaji bagaimana pembersihan laser berinteraksi dengan permukaan dalam beberapa cara yang mengejutkan. Rawatan laser aluminium menghasilkan kawah kecil di permukaan yang cair dan hampir serentak memejal menjadi lapisan mikrokristalin pada permukaan yang lebih tahan kakisan daripada aluminium itu sendiri.
Melihat carta di bawah, ia menunjukkan perbezaan antara kekuatan ricih ikatan menggunakan aluminium yang telah dirawat laser dan aluminium yang telah dirawat secara kimia. Lama-kelamaan, apabila permukaan terdedah kepada persekitaran lembap, keupayaan permukaan yang dirawat secara kimia untuk mengikat dengan baik berkurangan dengan ketara kerana kelembapan mula menghakis permukaan, manakala permukaan yang dirawat laser mengekalkan rintangan kakisannya selepas berminggu-minggu terdedah.
Masa siaran: 12 Ogos 2022
