Otomotiv ve havacılık sektörlerinde üreticiler her zaman daha güçlü, daha dayanıklı ve daha güvenilir ürünler üretmenin peşindedir. Bu amaçla, malzeme sistemlerini sık sık daha düşük yoğunluklu, daha iyi sıcaklık ve korozyon direncine sahip metal alaşımlarla yeniler ve değiştirirler. Bu da üreticilere pazarda daha güçlü bir yer edinme olanağı sağlar.
Aslında hikayenin sadece yarısı bu.
Daha da güçlü bir stratejik avantaj, bir ürünün gücü, dayanıklılığı ve güvenilirliği hakkında ölçülebilir bir kesinliktir.
Eski malzemeleri daha güçlü malzemelerle değiştirmek iyi bir başlangıç olabilir, ancak aynı zamanda daha temiz ve daha verimli yüzey temizliğine dayanan daha gelişmiş üretim süreçleri ve güçlü yapılar oluşturmayı gerektirir. Otomotiv ve havacılık üretiminde sıklıkla kullanılan alüminyum alaşımları ve karbon fiber polimer kompozitler gibi gelişmiş malzemeler gibi metaller, ağırlığı azaltmak (bağlantı elemanları kullanıldığında yapıya ağırlık eklenir) ve daha güvenilir bağlantılar oluşturmak için bağlama gerektirir.
Geleneksel alüminyum kaplama teknikleri arasında kumlama, solventle silme ve ardından taşlama (ovma pedi kullanarak) veya eloksallama yer alır. Yapıştırıcı ile bağlama, geleneksel kaplamaların uyumlu olmadığı daha otomatik süreçlere kapı açar.
Eloksal kaplama, havacılık uygulamalarında daha yaygındır; bu daha pahalı ve daha sıkı hazırlık, zorlu şartları karşılamak için kullanılır. Kum püskürtme ve manuel aşındırma tekniklerinin doğasında var olan değişkenlik, daha kontrollü bir sürecin gerekli olduğunu açıkça göstermektedir.
Lazer temizleme veya lazer ablasyon, metal ve kompozit yüzeylerin temizlenmesi için daha hassas, çevre dostu, otomatikleştirilebilir ve verimli bir yöntem olarak bu işlem boşluğunu doldurmaktadır. Bu malzemelerin yüzeyinde bulunan kirlilik türleri, lazer işleme ile kolayca giderilebilir.
Lazer temizliği çok güçlü olduğundan, yüzeyinizi nasıl etkilediğini tam olarak bilmek çok önemlidir. Doğru şekilde işlenmiş bir yüzey ile az veya çok işlenmiş bir yüzey arasındaki farkı değerlendirmek son derece zor olabilir. Lazer işleminin kendisi kadar hassas ve kesin nicel işlem doğrulama teknolojisi sayesinde, üreticiler metal ve kompozit yüzeylerinin yapıştırmaya tamamen hazır olduğundan emin olabilirler.
Aşağıdaki Fortune lazer, lazer temizliğini seçmeniz için nedenler hakkında detaylı bir giriş sağlayacaktır.
1 –Lazer Temizliği Nedir??
Lazer tedavisi, odaklanmış ve genellikle darbeli bir lazer ışını aracılığıyla malzeme yüzeyinin çok küçük kısımlarını kaldırarak (ablasyon) çalışan son derece hassas bir termal temizleme tekniğidir. Lazer, atomları uzaklaştırmak için yüzeyi ışınlar ve çok sert malzemelerde son derece küçük, derin delikler açmak ve yüzeyde ince filmler veya nanopartiküller oluşturmak için kullanılabilir.
Bu yüzey temizleme işlemi, kirletici ve kalıntıların küçük katmanlarını hedef alabilmesi nedeniyle çok etkilidir. Alüminyum yüzeyler, yapıştırıcı birleşimine zarar veren oksitler ve yağlayıcı yağlar içerir ve kompozitler genellikle yapıştırıcılarla güçlü kimyasal bağlar oluşturamayan kalıp ayırıcılar ve diğer silikon kirleticileri tutar.
Bu kalıntılardan birinin bulunduğu bir yüzeye yapıştırıcı uygulandığında, malzemenin en üstteki birkaç moleküler katmanındaki yağlara ve silikona kimyasal olarak yapışmaya çalışacaktır. Bu bağlar son derece zayıftır ve performans testleri veya ürünün kullanımı sırasında kaçınılmaz olarak bozulacaktır. Yüzey ile yapıştırıcı veya kaplamanın birleştiği noktadaki birleşim yerlerinin kırılmasına arayüz kopması denir. Bindirme kesme testinde kohezif kopma, kopmanın yapıştırıcının kendisinde meydana gelmesidir. Bu, çok güçlü bir bağın ve dayanıklı ve uzun ömürlü bir yapı bütünlüğünün göstergesidir.
Lazerle işlenmiş bu kompozit numunelerin kohezyonel kopması, malzemelerin her iki tarafındaki yapıştırıcının birbirine bağlandığını göstermektedir.
İşlem görmemiş bu kompozit numunelerin arayüz kopması, yapıştırıcının sadece bir tarafa yapıştığını ve diğer taraftan tamamen ayrıldığını göstermektedir.
Kohezyon hatası oluştuğunda, hiçbir şey için kopmayan bir arayüz bağı oluşur. Yüzey işlemleri, kirleticileri gidermek ve yapıştırıcıyla kimyasal olarak kaynaşarak dayanıklı ve güvenilir bağlar oluşturabilecek bir yüzey oluşturmak veya ortaya çıkarmak için yüzeyi değiştirmeyi amaçlar.
2- Lazerle İşlenmiş Yüzeyinizin Yapışmaya Hazır Olup Olmadığını Nasıl Anlarsınız?
IJAA makalesinde bahsedilen ve tedavilerin zamanla nasıl bozulduğunu anlamak için kullanılan temas açısı ölçümleri, lazer temizleme süreçlerini izlemek ve doğrulamak için son derece iyi bir yoldur.
Temas açısı ölçümü, lazerle işlem gören bir yüzeyde meydana gelen moleküler değişikliklere duyarlıdır. Yüzeye yerleştirilen sıvı damlası, yüzeydeki mikroskobik kirlilik miktarına tam olarak bağlı olarak yükselip alçalır. Temas açısı ölçümleri, yapışmanın kesin bir göstergesidir ve işlemin gücünün malzemelerin temizlik ihtiyaçlarıyla ne kadar uyumlu olduğuna dair netlik ve görünürlük sağlayabilir.
Temas açısı ölçümleri, spektroskopi yöntemleriyle tespit edilen kirletici seviyelerindeki değişikliklerle mükemmel bir korelasyon gösterir. Yüzeylerdeki kirleticilerin hassas ölçümlerinin çoğu, üreticilerin satın alması mümkün olmayan ve zaten üretilen gerçek parçalarda kullanılamayacak ekipmanlarla yapılır.
Üretim hattında, işlemden hemen önce ve sonra temas açısı ölçümleri yapılabilir.manuelveyaotomatik ölçüm araçlarıTıpkı yüksek hacimli, yüksek hassasiyetli üretimin otomasyon ihtiyaçları nedeniyle lazer temizliğinin 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 kılmaktadır.
Mukavemet performans testleri, işlenen malzemelerin yalnızca bir örneğini inceleyerek hurda oranını artırır ve daha güçlü bir bağın nasıl oluşturulacağına dair hiçbir ipucu vermez. Bir üretim hattı boyunca kullanıldığında temas açıları, sürecin tam olarak nerede ince ayar yapılması gerektiğini gösterebilir ve neyin ne ölçüde ince ayar yapılması gerektiği konusunda fikir verebilir.
3- Lazer Temizliği Neden Kullanılmalıdır?
Lazer yüzey işleminin yapışmayı nasıl iyileştirdiğine dair birçok harika araştırma yapıldı. Örneğin,Adhesion Dergisi'nde yayınlanan bir makaleGeleneksel yöntemlere kıyasla lazer temizliğinin eklem dayanıklılığını ne kadar artırdığını araştırdık.
Deneysel sonuçlar, ön yapışma lazer yüzey işleminin, modifiye epoksi ile bağlanmış alüminyum numunelerin kesme dayanımını, işlem görmemiş ve anodize edilmiş alt tabakalara kıyasla önemli ölçüde artırdığını göstermektedir. En iyi sonuçlar, yaklaşık 0,2 J/Pulse/cm2'lik lazer enerjisi ile elde edilmiş olup, tek tur kesme dayanımı, işlem görmemiş Al alaşımına kıyasla %600-700, kromik asit anodize ön işlemine kıyasla ise %40 oranında iyileştirilmiştir.
Tedavi sırasında lazer atım sayısı arttıkça, başarısızlık modu yapışkandan koheziv hale geldi. Bu sonuncu olgu, elektron mikroskobu ile ortaya çıkan morfoloji değişiklikleri ve Auger ve kızılötesi spektroskopi ile gösterilen kimyasal modifikasyonlarla ilişkilendirilmiştir.
Lazer ablasyonunun bir diğer ilginç etkisi ise zamanla bozulmayan bir yüzey yaratma gücüne sahip olmasıdır.
Fortune LazerLazer temizliğinin yüzeylerle nasıl şaşırtıcı şekillerde etkileşime girdiğini inceleyen harika bir çalışma yaptı. Alüminyumun lazerle işlenmesi, yüzeyde eriyen ve neredeyse aynı anda yüzeyde alüminyumun kendisinden bile daha korozyona dayanıklı bir mikro kristal tabakaya dönüşen küçük kraterler oluşturur.
Aşağıdaki tabloya bakıldığında, lazerle işlenmiş alüminyum ile kimyasal işlem görmüş alüminyum kullanılarak yapılan bir bağın kayma dayanımı arasındaki fark görülmektedir. Zamanla, yüzeyler nemli bir ortama maruz kaldıkça, kimyasal işlem görmüş yüzeyin iyi bağlanma yeteneği önemli ölçüde azalır çünkü nem yüzeyi aşındırmaya başlar, lazerle işlenmiş yüzey ise haftalarca maruz kaldıktan sonra bile korozyon direncini korur.
Gönderi zamanı: 12 Ağustos 2022
