Üreticiler, otomotiv ve havacılık sektörlerinde olduğu gibi, her zaman daha güçlü, daha dayanıklı ve daha güvenilir ürünler üretmenin peşindedir. Bu arayışta, malzeme sistemlerini sıklıkla daha düşük yoğunluklu, daha iyi sıcaklık ve korozyon direncine sahip metal alaşımlarıyla geliştirir ve değiştirirler. Bu da üreticilere pazarda daha iyi bir konum sağlar.
Aslında bu, hikayenin sadece yarısı.
Ürünün sağlamlığı, dayanıklılığı ve güvenilirliği konusunda ölçülebilir kesinliğe sahip olmak, stratejik açıdan çok daha güçlü bir avantaj sağlar.
Eski malzemelerin daha güçlü olanlarla değiştirilmesi iyi bir başlangıç olabilir, ancak aynı zamanda güçlü yapılar oluşturmak için daha temiz ve daha verimli yüzey temizliğine dayanan daha gelişmiş üretim süreçleri gerektirir. Otomotiv ve havacılık üretiminde sıklıkla kullanılan alüminyum alaşımları gibi metaller ve karbon fiber polimer kompozitler gibi gelişmiş malzemeler, ağırlığı azaltmak (bağlantı elemanları kullanıldığında yapıya ağırlık eklenir) ve daha güvenilir bağlantılar oluşturmak için yapıştırma gerektirir.
Geleneksel alüminyum işleme teknikleri arasında kumlama, solventle silme, ardından taşlama (ovma pedi kullanarak) veya anotlama yer alır. Yapıştırıcı ile birleştirme, geleneksel işlemlerin uyumlu olmadığı daha otomatik süreçlere olanak tanır.
Eloksal kaplama, daha pahalı ve daha zorlu bir hazırlık süreci gerektiren havacılık ve uzay uygulamalarında daha yaygındır; bu işlem, katı şartnameleri karşılamak için kullanılır. Kum püskürtme ve manuel aşındırma tekniklerinin doğasında var olan değişkenlik, daha kontrollü bir sürecin gerekli olduğunu açıkça göstermektedir.
Lazerle temizleme veya lazer aşındırma, metal ve kompozit yüzeylerin temizlenmesi için daha hassas, çevre dostu, otomatikleştirilebilir ve verimli bir yöntem olarak bu işlem açığını kapatmaktadır. Bu malzemelerin yüzeyinde bulunan kirlilik türleri, lazer işleme ile kolayca giderilebilir.
Lazerle temizleme çok güçlü bir yöntem olduğundan, yüzeyi nasıl etkilediğini tam olarak bilmek çok önemlidir. Doğru şekilde işlenmiş bir yüzey ile yetersiz veya aşırı işlenmiş bir yüzey arasındaki farkı değerlendirmek son derece zor olabilir. Lazer işlemi kadar hassas ve doğru olan nicel işlem doğrulama teknolojisi sayesinde, üreticiler metal ve kompozit yüzeylerinin yapıştırma için tamamen hazır olduğundan emin olabilirler.
Aşağıdaki Fortune lazer cihazı, lazerle temizlemeyi tercih etmenin nedenlerine dair detaylı bir giriş sunacaktır.
1 –Lazerle Temizleme Nedir??
Lazer tedavisi, odaklanmış, genellikle darbeli bir lazer ışını aracılığıyla bir malzemenin yüzeyinden çok küçük parçaların uzaklaştırılması (aşındırılması) yoluyla çalışan son derece hassas bir termal temizleme tekniğidir. Lazer, atomları uzaklaştırmak için yüzeyi ışınlar ve çok sert malzemelerde son derece küçük, derin delikler açmak, yüzeyde ince filmler veya nanopartiküller oluşturmak için kullanılabilir.
Bu yüzey temizleme işlemi, çok küçük kirletici ve kalıntı katmanlarını hedef alabilme özelliği sayesinde son derece etkilidir. Alüminyum yüzeyler, yapıştırıcıyla birleştirmeye zarar veren oksitler ve yağlayıcı yağlar içerir ve kompozitler genellikle kalıp ayırıcı kalıntılarını ve yapıştırıcılarla güçlü kimyasal bağlar oluşturamayan diğer silikon kirleticileri tutar.
Bu kalıntılardan birinin bulunduğu bir yüzeye yapıştırıcı uygulandığında, yapıştırıcı malzemenin en üst birkaç moleküler katmanındaki yağlara ve silikona kimyasal olarak yapışmaya çalışır. Bu bağlar son derece zayıftır ve performans testleri sırasında veya ürünün kullanımı sırasında kaçınılmaz olarak başarısız olur. Yüzey ve yapıştırıcı veya kaplamanın birleştiği noktada bağlantıların kopmasına arayüzey arızası denir. Bindirme kesme testinde kohezif arıza, kırılmanın yapıştırıcının kendisinde meydana gelmesidir. Bu, çok güçlü bir bağın ve dayanıklı ve uzun ömürlü bir yapının göstergesidir.
Lazerle işlem görmüş bu kompozit numunelerin yapışma kaybı, malzemelerin her iki tarafındaki yapıştırıcının birbirine yapıştığını göstermektedir.
İşlem görmemiş bu kompozit numunelerin arayüzey arızası, yapıştırıcının yalnızca bir tarafa yapıştığını ve diğer taraftan tamamen ayrıldığını göstermektedir.
Yapışma kaybı durumunda, kendiliğinden kopmayan bir arayüz bağı oluşur. Yüzey işlemleri, yüzeyi kirleticilerden arındırmak ve dayanıklı ve güvenilir bağlar için yapıştırıcıyla kimyasal olarak kaynaşabilecek bir yüzey oluşturmak veya ortaya çıkarmak amacıyla yüzeyde değişiklik yapmayı hedefler.
2- Lazerle İşlem Görmüş Yüzeyinizin Yapıştırmaya Hazır Olup Olmadığını Nasıl Anlarsınız?
IJAA makalesinde bahsedilen ve zaman içinde işlemlerin bozulmasını anlamak için kullanılan temas açısı ölçümleri, lazerle temizleme süreçlerini izlemek ve doğrulamak için son derece iyi bir yöntemdir.
Temas açısı ölçümü, lazerle işlem gören bir yüzeyde meydana gelen moleküler değişikliklere duyarlıdır. Yüzeye bırakılan sıvı damlası, yüzeydeki mikroskobik kirlilik miktarıyla tam olarak orantılı olarak yükselir veya alçalır. Temas açısı ölçümleri, yapışmanın kesin bir göstergesidir ve işlemin gücünün malzemelerin temizleme ihtiyaçlarıyla ne kadar uyumlu olduğuna dair netlik ve görünürlük sağlayabilir.
Temas açısı ölçümleri, spektroskopi yöntemleriyle tespit edilen kirletici madde seviyelerindeki değişikliklerle mükemmel bir şekilde örtüşmektedir. Yüzeylerdeki kirletici maddelerin hassas ölçümlerinin çoğu, üreticilerin satın almasının mümkün olmadığı ve zaten üretilen gerçek parçalar üzerinde kullanılamayacak ekipmanlarla yapılmaktadır.
Üretim hattında, işlemden hemen önce ve sonra temas açısı ölçümleri yapılabilir.manuelveyaotomatik ölçüm araçlarıTıpkı lazerle temizlemenin, yüksek hacimli ve yüksek hassasiyetli üretimdeki otomasyon ihtiyaçları nedeniyle eski yüzey hazırlama yöntemlerinin yerini alması gibi, temas açısı ölçümleri de dyne mürekkepleri ve su kırılma testleri gibi öznel ve kesin olmayan yüzey kalitesi testlerini geçersiz kılıyor.
Mukavemet performans testleri, işlenen malzemelerin yalnızca bir örneğini inceler; bu da hurda oranını artırır ve daha güçlü bir bağ oluşturmanın nasıl sağlanacağına dair herhangi bir ipucu vermez. Üretim hattı boyunca kullanılan temas açıları, sürecin tam olarak nerede ince ayar gerektirdiğini gösterebilir ve neyin ve ne ölçüde iyileştirilmesi gerektiğine dair fikir verebilir.
3- Lazerle Temizleme Neden Kullanılmalı?
Lazer yüzey işleminin yapışmayı iyileştirme yöntemleri üzerine birçok harika araştırma yapıldı. Örneğin,Yapışma Dergisi'nde yayınlanan bir makaleLazerle temizlemenin, geleneksel yöntemlere kıyasla eklem gücünü ne kadar artırdığını araştırdık.
Deneysel sonuçlar, ön yapıştırma lazer yüzey işleminin, modifiye edilmiş epoksi ile yapıştırılmış alüminyum numunelerin kesme dayanımını, işlenmemiş ve anotlanmış alt tabakalara kıyasla önemli ölçüde iyileştirdiğini göstermektedir. En iyi sonuçlar, tek katmanlı kesme dayanımının işlenmemiş Al alaşımına kıyasla %600-700 ve kromik asit anotlama ön işlemine kıyasla %40 oranında iyileştirildiği yaklaşık 0,2 J/Darbe/cm2 lazer enerjisiyle elde edilmiştir.
Tedavi sırasında lazer atımlarının sayısı arttıkça, başarısızlık şekli yapışkanlıktan kohezyona dönüştü. Bu son olgu, elektron mikroskobuyla ortaya çıkarılan morfolojik değişiklikler ve Auger ve kızılötesi spektroskopisiyle belirtilen kimyasal modifikasyonla ilişkilendirilmiştir.
Lazer ablasyonunun bir diğer ilginç etkisi de zamanla bozulmayan bir yüzey oluşturma gücüne sahip olmasıdır.
Fortune LazerLazerle temizlemenin yüzeylerle nasıl etkileşim kurduğuna dair şaşırtıcı sonuçlar veren harika bir çalışma yapıldı. Alüminyumun lazerle işlenmesi, yüzeyde eriyen ve neredeyse eş zamanlı olarak yüzeyde mikro kristal bir tabaka oluşturan minik kraterler yaratır; bu tabaka, alüminyumun kendisinden bile daha korozyona dayanıklıdır.
Aşağıdaki grafikte, lazerle işlenmiş alüminyum ve kimyasal işlem görmüş alüminyum kullanılarak oluşturulan bağların kesme dayanımı arasındaki fark gösterilmektedir. Zamanla, yüzeyler nemli bir ortama maruz kaldıkça, kimyasal işlem görmüş yüzeyin iyi yapışma yeteneği önemli ölçüde azalır çünkü nem yüzeyi aşındırmaya başlar; oysa lazerle işlenmiş yüzey haftalarca maruz kaldıktan sonra bile korozyon direncini korur.
Yayın tarihi: 12 Ağustos 2022
