Лазер для чистки металла своими руками

Ржавчина, нагар, краска на металлических изделиях или конструкциях? Необходима реставрация или очистка, а механический и химический способы слишком медленны и небезопасны ? Лазерная очистка металла от ржавчины гарантирует высокую производительность, точность, тщательность, экологичность процесса.

Посмотреть, как работает устройство можно в видео:

Лазерный очиститель. Что это за устройство?

Лазер для чистки металла своими рукамиСистема, с помощью которой производится очистка металла от ржавчины, окислов, окалины, краски и т.д. В зависимости от мощности, лазерные системы могут быть небольшими портативными или массивными стационарными, но каждая из них состоит из 3 основных узлов:

  • источник питания;
  • пульт управления;
  • лазерная головка.

Производится лазерная очистка, за счет разницы в структуре поверхности. Чистый металл отражает луч, а окислы его поглощают. Накопленная энергия размягчает, а после разрушает ржавчину. Частицы окисла отходят от основания и распадаются в пыль или на атомы. Остатки удаляются системой фильтрации или просто счищаются.

Кроме высокой температуры, на ржавчину действует ударная нагрузка, что еще больше обеспечивает качество очистки. Лазерный метод довольно экологичный, так как токсические вещества не успевают образоваться, в связи с отсутствием термического разложения материала.

Применение лазерной очистки

Применяют лазерную установку, в основном, для очистки металла от слоев ржавчины и краски, а также для обезжиривания перед сваркой, обработки сварочных швов. Кроме того, лазерной системой очищают пластиковые и резиновые литейные формы, обезжиривают поверхности в пищевой промышленности, удаляют сажу, лаковые, полиамидные покрытия и т.д.

Пользовались лазерным удалителем ржавчины?

Очистка от ржавчины

Лазер для чистки металла своими рукамиЛазерная очистка от ржавчины выполняется за счет отражательных свойств металла, как это было описано выше. Включает в себя 3 этапа:

  • нагревание слоя окиси;
  • расплавление;
  • разрушение и испарение.

Исходя из поочередности воздействия, лазерный удалитель слоя ржавчины с металла, можно настроить на 2 режима работы:

  • облегченный — отслаивание ржавчины и удаление ее системой фильтрации;
  • глубокий — расплавление и испарение ржавчины.

При этом толщина слоя ржавчины не имеет значения и не влияет на конечный результат. Лазерная система одинаково хорошо справляется на гладких и рифленых поверхностях металла, на простых деталях и имеющих углубления.

Очистка сварочного шва

Лазер для чистки металла своими рукамиСостоит из 2 этапов:

  1. Предварительная обработка металла. Сюда входит: лазерная очистка металла от грязи, ржавчины, оксидных пленок. Это необходимо для обеспечения хорошего сцепления при сварном соединении деталей.
  2. Постобработка. Очистка оксидной пленки (цвета побежалости) с металла, образовавшейся после сварочных работ. Точность применения лазера, позволяет обработать только околошовную часть, не захватывая не предназначенные для чистки зоны. Сварочный шов, в процессе работы, не меняет форму.

Лазерный способ очистки сварочного шва экономичный и быстрый, в отличие от механического и химического. И если абразивный метод более бюджетный, то средства, которые теряются во время простоя оборудования, превышают разницу в цене лазерной очистки.

Очистка от нагара

Лазер для чистки металла своими рукамиОчистка металла от нагара, как и от другой органики, лазерным прибором — довольно простая задача. Принцип работы такой же как и при очищении металла от ржавчины:

  • лазерный луч поглощается загрязненным слоем;
  • нагар нагревается, расплавляется и отстает от основания;
  • разрушается и испаряется.

Очистке могут быть подвержены любые изделия из металла: от сковороды до поршней двигателя автомобиля. Метод довольно деликатный, что позволяет обрабатывать любые металлы, так как они практически не подвергаются термической нагрузке.

Узнайте, как почистить системный блок и монитор компьютера.

Удаление оксидной пленки

Лазер для чистки металла своими рукамиОксидная пленка — образование на металлической поверхности вследствие нагрева или действия кислорода. Сама по себе она никак не угрожает металлу, но при сварке или покрытии ЛКМ может нарушить сцепление. Поэтому, подготавливая металл, необходимо удалить оксидную пленку с помощью лазерной системы. Процедура проводится идентично очистке от ржавчины.

Послойное удаление ЛКМ

Для лазерной очистки металла от лакокрасочного покрытия слой за слоем, нужно подобрать оптическую линзу, мощность излучения и скорость сканирования. Все это позволяет сделать программное обеспечение оборудования. Настроить нужные параметры можно вручную или автоматически. При этом лазерная система самостоятельно их подбирает после тестового излучения на очищаемую поверхность металла.

Деликатное обезжиривание

Обезжиривание металла производят в процессе подготовки его к покраске.

Обратите внимание! Если этого не сделать краска ляжет неравномерно, будут заметны подтеки и в дальнейшем покрытие может растрескаться или вздуться.

Очистку жирового слоя с металла можно произвести механическим или химическим способами, но это занимает много времени и дополнительные растраты на чистящие растворы. Также, при регулярном химическом обезжиривании, может повредиться поверхность металла.

Использовать аппарат для лазерной очистки металла от жира более выгодно и безопасно. Лазерная система обеспечит быстрое и деликатное обезжиривание, без повреждения структуры металла.

Технологии лазерной обработки поверхности

Исходя из мощности лазерного оборудования, выделяют 2 технологии:

По сути, это те 2 режима работы (облегченный и глубокий), которые были описаны выше.

Абляция

Лазер для чистки металла своими рукамиОчистка ржавчины с поверхности металла, при котором вещество сублимируется в виде слабой плазмы. Она, в свою очередь, появляется из-за разных температур  на границе 2 фаз: газа и конденсата. Такая лазерная очистка более тонкая и тщательная, применяется при:

  • удалении нагара и краски;
  • подготовки металла к покраске и сварке;
  • очищении мелких деталей с глубокими выемками.

Абляция подразумевает полное удаление, как очищаемых веществ, так и летучих продуктов химического травления. Что делает такой метод не только удобным, но экологичным и безопасным.

Десорбция

Это более щадящий способ очистки металла от ржавчины, при котором используют меньшие мощности оборудования, с нагревом без фазовых изменений. Соответственно, в этом случае, плазма не образуется и ржавчина не испаряется. Загрязнитель отслаивается от металла и остается на нем в виде чешуи, далее он удаляется системой фильтрации.

Лазер для чистки металла своими рукамиОчистка по такому способу происходит за счет воздействия на загрязнитель фотонным пучком и ударной силы. Применяется при:

  • очистки больших поверхностей металла от коррозии;
  • работе с деликатными металлами, которым нежелательно термическое воздействие.

Такой метод не подойдет при обезжиривании и удалении нагара с металла.

Виды систем удаления ржавчины

Выбор вида системы зависит от сферы использования, поэтому условно их можно поделить, соответственно размерам и мощности.

Размеры систем Мощность Сфера применения
Портативные системы — ранец 50-150 Вт Микро и макрообработка
Системы с передвижной стойкой 300-1000 Вт Макрообработка
Стационарные системы 1000-1500 Вт Масштабная обработка

Микрообработка включает в себя работу с электроникой: очистка проводов и клемм от окислов и окалины. Аппараты малой мощности, используются мастерами, которые ремонтируют бытовые электроприборы и технику.

Макрообработка применяется для изделий средних и крупных размеров. Это может быть лазерная чистка деталей из металла от ржавчины, нагара, краски в автомастерских, пред и пост обработка сварных швов на заводах и предприятиях и т.д. Лазерные аппараты средней мощности наиболее пользуются спросом из-за возможности их передвижения и широкой сферы применения.

Лазер для чистки металла своими руками

Масштабная обработка используется на крупных предприятиях по производству листового и трубного металлопроката, при подготовке его к защитному покрытию, а также в авиа и судостроении, при реставрации металлических частей зданий, мостов и т.д. Это мощные, чаще всего стационарные, лазерные системы, рабочая нагрузка которых может достигать 100 тыс. часов. После этого, как правило, требуется замена лазерной головки.

Легко транспортируемые системы ранец

Состоит из ранца, в котором находится волоконный лазер, и манипулятора. Ранец располагается за спиной оператора и весит порядка 10-15 кг. Очистка поверхности металла производится манипулятором вручную, который, в свою очередь, оснащен системой эвакуации остатков после обработки (продукты, образующиеся при очистке, оседают в фильтрах аспиратора).

Полезная информация! Электропитание аппарата может осуществляться с помощью мобильного электрогенератора.

Ширина рабочей зоны лазера до 50 мм. Исходя из небольшой мощности (50-150 Вт), такой лазерный очиститель имеет производительность, порядка, 3-4 кв.м. в час при снятии слоя ржавчины или лакокрасочного покрытия с металла. Если же требуется обезжиривание металла перед нанесением защитного покрытия, производительность лазерного аппарата может быть до 1м/мин.

Преимущества системы:

  • компактное, мобильное исполнение в виде ранца;
  • легкость лазерной системы, благодаря чему с работой может справиться один человек;
  • сравнительно недорогой;
  • достаточная мощность для выполнения разноплановых задач.

Работать с лазерной системой — ранцем может любой человек. Обучение занимает не более 2 часов и не требует каких-либо специальных навыков.

Системы для интеграции в производство

Внедрение системы в линию производства необходимо для оптимизации процесса по экономичности и скорости.  Интеграция оправдана в серийном и крупносерийном промышленном производстве.  В зависимости от нужной выработки, принимается решение о ручном или автоматизированном управлении.

При ручном управлении очистка осуществляется лазером с передвижной стойкой. Его мощность может достигать 1000 Вт, а производительность — до 12 кв.м./ч. Преимущество такой лазерной системы — относительная портативность в пределах цеха или даже завода.

Автоматизированное управление применяется при конвейерной, беспрерывной очистке металла, требующей высокую производительность и скорость.

Для этого устанавливаются стационарные лазерные аппараты мощностью до 1500 Вт и производительностью до 20 кв.м/ч.

Неоспоримым преимуществом такой лазерной системы является не только скорость и производительность, но малое использование человеческого ресурса.

Решения для автоматизированных и роботизированных систем

  • Разработкой проектов автоматизированных и роботизированных систем лазерной очистки металла, а также их интеграцией в производство занимаются специалисты научно-промышленных компаний и лабораторий.
  • В условиях поточного производства возможна следующая реализация внедрения лазерного очистителя:
  • металлическое изделие подается в зону очистки на движущейся ленте. Очистка загрязняющего слоя производится при непрерывном движении конвейера без остановки;
  • очистка выполняется во время остановки линии. Процесс контролируется датчиками;
  • подача в зону очистки осуществляется роботизированной системой;
  • подача в зону очистки производится лентой, а положение очистителя меняется с помощью роботизированного устройства.
Читайте также:  На сколько сжимается металл при охлаждении

При выполнении таких решений оператору достаточно настроить параметры очистки и запустить линию.

Узнайте, как почистить силиконовый чехол телефона тут, тут и тут.

Преимущества способа лазерной очистки ржавчины

Лазерные системы для очистки ржавчины с металла имеют неоспоримые преимущества перед механическими и химическими способами, а именно:

  • бесконтактность. При лазерной очистке металл не подвергается абразивным или химическим воздействиям, а также практически не подвергается термическим нагрузкам, поэтому метод можно использовать даже для самых деликатных металлов;
  • экологичность. Лазерная очистка не предполагает использование химических составов, каких-либо ядовитых и опасных расходников. Кроме того, процесс абляции выполняется без образования пыли или других летучих веществ, которые могут навредить здоровью;
  • точность линии. Система позволяет очищать сложные металлические детали с большими выемками и изгибами;
  • скорость. Очистка металла лазером от ржавчины — наиболее быстрый метод, что значительно повышает его производительность;
  • быстрая готовность к работе. Как правило, системы готовы к работе на протяжении 1-5 мин;
  • безопасность оператора. Для защиты, при лазерной очистке поверхностей металла от ржавчины, рекомендуется использовать очки и респиратор;
  • гарантия надежности. Производители гарантируют работу лазерного очистителя, обычно, не менее 50 тыс. часов;
  • экономичность. Потребление электроэнергии при работе системы колеблется в пределах 1-5 кВт, а расходные материалы и вовсе не нужны;
  • портативность. Если аппарат не интегрирован в производство с автоматическим управлением, его можно перемещать;
  • выгодность. Несмотря на то, что приобрести лазерную систему — недешевое удовольствие, ее окупаемость, за счет отсутствия расходников, уже через год. А гарантируемые 50 тыс. часов работы истекают через 15 лет ежедневного восьмичасового использования;
  • простота очистки. Большинство аппаратов оснащено автоматической настройкой для удаления разной толщины слоя ржавчины с металла, оператору лишь необходимо направлять лазерный луч и следить за тщательностью очистки.

Вывод! Таким образом, лазерная система очистки металла от ржавчины — наиболее выгодная и производительная, в сравнении с другими методами.

Возможно ли сделать его своими руками

Лазерные системы производятся на специализированных заводах и для того, чтобы сделать ее самостоятельно, потребуется:

  • комплектующие, которые не всегда можно разыскать в свободной продаже;
  • специфические знания;
  • специализированное оборудование.

Соответственно, проще и выгодней купить систему, чем сделать ее своими руками. Даже ремонт оборудования лучше доверить профессионалам, так снижается риск испортить его окончательно.

Посмотреть другие методы использования лазерного очистителя можно увидеть в ролике:

Принцип работы, правила выбора, стоимость лазера для удаления ржавчины

Лазер для чистки металла своими руками

Поэтому коррозию нужно удалять сразу после ее появления, не теряя время и не дожидаясь ее распространения. Справиться с ржавчиной можно с помощью лазера.

О том, как применить этот современный метод на практике, а также когда и для каких устройств можно использовать лазер для удаления ржавчины, читайте в статье.

Лазерный очиститель – что это за устройство?

Лазер для чистки металла своими руками

Основу установки составляют 3 элемента:

  • источник питания;
  • лазерная головка;
  • прибор видеонаблюдения.

Эти модули соединены друг с другом оптоволоконным кабелем.

Для личных нужд используют аппараты малой мощности. В автомастерских и на небольших предприятиях применяют устройства средней мощности. По виду они напоминают компрессоры. Также в продаже можно встретить массивные стационарные установки. Их используют исключительно на крупных предприятиях.

Как работает удалитель?

Принцип работы лазера довольно прост. Прибор, излучая световой поток, воздействует на металл. Если поверхность изделия чистая, то она просто отражает его. Участки, покрытые ржавчиной, эти лучи, напротив, поглощают.

В результате накопления избыточного количества энергии, окислы начинают слущиваться и отходить от основания. Под влиянием мощного лазерного излучения коррозия плавится и испаряется.

Температура плавления окислов – 1600 градусов. Сталь меняет свою структуру при более высоких показателях. Поэтому лазер не оказывает разрушительного влияния на металл.

Высокая эффективность чистки достигается не только за счет воздействия на металлическую поверхность высокими температурами, но и благодаря ударной нагрузке.

С помощью лазера одинаково хорошо можно очистить не только гладкие, но и рифленые изделия.

Сфера применения аппарата

Лазеры для удаления ржавчины и окалины применяют в трех сферах, которые можно разделить на следующие группы:

  1. Лазер для чистки металла своими рукамиМикрообработка. Она предполагает зачистку клемм, разъемов и проводов от окалины. Световой луч убирает слой толщиной до 1 мкм.

    Иными способами зачистку провести просто не удастся. Основная сфера применения для микрообработки металла лазером – это электроника.

  2. Макрообработка. Этот способ предполагает зачистку более крупных деталей, например, украшений, монет и других ценных предметов.

    Хотя установки стоят недешево, они полностью оправдывают свою стоимость. Именно лазерную макрообработку ржавчины применяют для зачистки деталей автомобиля. Поэтому такие устройства можно встретить во многих сервисных мастерских.

  3. Масштабная обработка. В данном случае речь идет о зачистке крупных объектов, например, деталей самолетов или ракет. В этих сферах лазерный луч применяют уже более 40 лет.

Несомненным преимуществом удаления ржавчины с помощью лазера является высокая скорость обработки. При этом самому изделию вред не наносится.

Какие приборы используют?

Для удаления ржавчины используют автоматизированные приборы. Они выполняют свою функцию практически самостоятельно. От человека требуется минимальное приложение усилий. Различают приборы по типу конструкции, по мощности и особенностям управления.

Виды лазеров, в зависимости от их мощности:

  1. Лазер для чистки металла своими рукамиОт 12 до 20 Вт. Это установки малой мощности, которые питаются от аккумулятора.
  2. От 100 до 400 Вт. Это компактные портативные системы, применяемые для удаления окислов с изделий средних размеров.
  3. До 1000 Вт. Это мощные приборы, которые чаще всего являются стационарными. Рабочая способность таких лазеров достигает 100 000 часов.

    Только спустя это время может потребоваться замена головки. После установки новой детали устройство можно эксплуатировать дальше.

Для личных нужд и для малых предприятий чаще всего приобретают портативные установки, которые имеют компактные размеры и управляются вручную.

Одной из наиболее удобных моделей является лазер-ранец. Он имеет небольшие размеры и малый вес, благодаря чему человек получает возможность быстро и без каких-либо неудобств обрабатывать габаритные и небольшие объекты. Такие приборы применимы как в условиях производства, так и вне него.

Когда требуется лазер повышенной мощности, лучше приобрести стойку со встроенной системой фильтрации воздуха.

На крупных заводах используют масштабные стационарные приборы, которые синхронизированы с компьютером.

Обзор лазера-ранца в видео:

Какой выбрать?

При покупке лазера нужно отталкиваться от тех задач, которые с его помощью будут решаться. Общие рекомендации:

  1. Лазер для чистки металла своими рукамиДля микрообработки приобретают лазеры малой мощности. С их помощью можно зачистить провода, удалить окислы с клемм и микросхем. Такие устройства востребованы у мастеров, занимающихся ремонтом электроники.
  2. Лазеры средней мощности – это наиболее востребованные приборы. Их покупают владельцы автомастерских, занимающиеся чисткой кузовов. С их помощью не только снимают ржавчину, но и лакокрасочное покрытие.
  3. Мощные лазеры приобретают крупные заводы и предприятия.

Для личных нужд следует присмотреться к недорогим китайским лазерам. Они востребованы на рынке и стоят дешевле своих европейских аналогов. Средняя длительность эксплуатации прибора без смены головки составляет 50 000 часов.

Перед покупкой нужно обратить внимание на вес установки и на ее габариты.

Как правильно пользоваться?

Использовать лазер для удаления ржавчины несложно. Технология обработки подразумевает прохождение следующих шагов:

  • установку запускают в работу;
  • сканируют поверхность, определяя глубину ржавчины;
  • направляют световой пучок на очищаемую поверхность;
  • удерживают источник лазерного луча в нужном положении до тех пор, пока не будет достигнут желаемый результат;
  • контроль глубины абляции позволяет выборочно удалять коррозию разной толщины.

Во время работы нужно позаботиться о средствах индивидуальной защиты. Лицо закрывают маской, а руки защищают резиновыми перчатками.

Возможно ли сделать его своими руками?

Лазер для чистки металла своими руками

Собрать установку, которая будет сканировать толщину коррозии, а после этого безопасно счищать ее, могут только на заводах, специализирующихся в этом направлении.

Попытаться собрать прибор самостоятельно можно, если в наличии есть все необходимые комплектующие. Заказывать и покупать их придется в магазине или выписывать из-за границы. Это довольно трудоемкий процесс, поэтому намного проще купить уже готовую установку.

Где купить, какова цена?

Купить лазер для удаления ржавчины можно в Интернете. В зависимости от страны производства, заказ делают либо напрямую у производителя, либо через специализированные сервисы.

Цена аппаратуры варьируется в широких пределах. Она зависит от мощности прибора, особенностей его функционирования, сферы применения и комплектующих.

Самыми недорогими являются лазеры китайского производства. Минимальная стоимость такого аппарата составляет 1500 $. Аппараты, впускаемые под другими брендами, стоят дороже.

Можно попытаться сэкономить и приобрести установку, которая ранее была в эксплуатации, но гарантии ее исправной работы отсутствуют. Цена б/у лазеров начинается от 60 000 руб.

Если сломался, как его починить?

Лазер для чистки металла своими рукамиРемонтом лазерных установок должны заниматься профессионалы. Пытаться самостоятельно справиться с поломкой не следует, даже при наличии знаний в сфере электроники.

Найти специалиста несложно. Достаточно ввести соответствующий запрос в поисковую строку любого браузера.

Если в мастерской отсутствуют детали, нуждающиеся в замене, их необходимо заказать. В этом случае придется подождать доставку, а также дополнительно оплатить расходы на пересылку.

Читайте также:  Особенности сварочного аппарата ресанта саи 190к: характеристики и использование инвертора в быту

Заключение

Определяясь с выбором, нужно четко понимать, для каких целей будет использоваться лазер. Чем масштабнее объем предстоящих работ, тем мощнее должен быть прибор.

На сегодняшний день именно лазерная аппаратура позволяет быстро и бережно очищать металл от ржавчины, не опасаясь за порчу деталей.

Лазер для удаления ржавчины и краски с металлов: выбор аппарата и сравнение

Длительный контакт с влагой или иной вредной окружающей средой на поверхности появляется железный слой окиси. Изделие начинает утрачивать свой первоначальный вид, продолжает усиленно ржаветь и теряет свои первоначальные функции.

Помочь может лазер для удаления ржавчины своими руками. Он является современным методом улучшения металлических изделий. За счет этого стал весьма эффективной заменой традиционным способам удаления коррозии и становится все более популярным.

Что это такое

Лазер для чистки металла своими рукамиОдна из моделей лазеров

Лазерная чистка металлов от ржавчины возможна при наличии особого агрегата, способного сформировать мощный поток света. Принцип работы такого лазера состоит в способности чистого металла отражать излучение. Вещества, имеющие неоднородный состав, могут его забирать себе.

В итоге, ржавый слой, который состоит из смеси трех оксидов железа, гидроксидных пленок и различных загрязнений, запасает энергию, нагревается и отслаивается от поверхности. При высокой мощности лазера, налет плавится и испаряется с поверхности металлического изделия.

Все механизмы подверглись роботизации в области имеющихся операций, чтобы со стороны человека не было особых усилий. Лазеры для ржавчины своими руками отличаются по мощности, виду конструкции, габаритам, часть из них имеют управление дистанционного вида.

Обработка крупных изделий требует от подобных лазеров длинных кабелей от 50 метров. По величине мощности лазеры делятся на следующие разновидности:

  • С маленькими площадями работают лазерами мощностью от 12 до 20 ватт на долгоиграющих аккумуляторах.
  • Для среднеразмерных установок нужны лазеры от 100 до 400 ватт. Таковыми выступают системы стандартного размера.
  • В крупных изделиях из металла нужны лазеры для уборки ржавчины мощностью до 1000 ватт. Таковыми считаются устройства на треноге и переноске.

Обратите внимание! Такие инструменты могут действовать с ржавчиной без замены рабочих частей в течение 10 тысяч часов. Далее, потребуется замена детали для полноценной работы и дальнейшей эксплуатации. Лазерные установки не особо опасны для человека, так как они имеют специальную защиту от перехода луча за пределы установленных размеров аппарата.

Известные модели лазеров

Лазер для чистки металла своими рукамиЛазер от ржавчины

Наиболее популярными в сфере специализированного оборудования для удаления ржавчины с металла и других поверхностей являются аппараты от Clean Laser. Они производятся в Германии. Изготавливается широкая линейка лазерного оборудования.

Самый востребованный вариант представляет собой ранцевый лазер, который состоит из небольших модулей, соединенных специальным кабелем из оптоволокна:

  1. Непосредственно ранец, обладающий источником питания.
  2. Головка лазерного аппарата для работы.
  3. Прибор, у которого имеется система видеонаблюдения.

Когда включается установка, начинается сканирование поверхности для выявления глубины слоя ржавчины. Только потом на указанную область направляется полноценный лазерный поток.

Частички ржавчины, которые отделены от металла, переносятся в специальную емкость. Процесс заканчивается после того, как поверхность полностью будет освобождена. А направленный на нее лучевой поток будет уходить в противоположную сторону.

Малые аппараты на аккумуляторах популярны в археологии и других древних науках. Ведь они помогают снять загрязнения с любых находок, даже очень древних. Агрегаты мощностью от 100 до 400 ватт похожи на компрессоры, применяются в небольших помещениях. А габаритные аппараты применяют для мощных объектов, их стоимость достигает сотни тысяч долларов.

Альтернативой европейским лазерам являются азиатские модели. Обычно их стоимость ниже, а характеристики схожи. Одним из них является LY CL 100. Он используется для очистки от ржавчины различных металлов. Мощность составляет 100 ватт, способен работать 50 тысяч часов без смены главных деталей. Среди остальных характеристик агрегата выделяются:

  • Повторы идут с частотой от 2 до 25 килогерц.
  • Темп работы достигает 7000 миллиметров в секунду.
  • Перемещение в линейном отношении осуществляется со скоростью 70 метров в минуту.
  • Эффективное действие имеет длину 1064 нанометра.
  • Масса установки составляет около 70 килограммов.

Такие устройства хорошо подойдут для того, чтобы очистить от ржавых следов автомобильные кузова, удалить краску или зачистить отдельные участки, которые этого потребуют. Использование лазера здесь будет наиболее безопасным и эффективным методом по уборки ржавчины с деталей и продлевает срок эксплуатации.

Особенности использования

Лазер для чистки металла своими рукамиЛазерное удаление ржавчины

Для работы с лазерным оборудованием необходимо учесть большое количество нюансов. Следует знать, что возможно как микро-, так и макроприменение, а также объемное использование, которое используется на предприятиях с производством больших партий оборудования.

В случае микроприменения лазеры действуют как инструменты зачистки проводов при припаивании или приварке электронных соединений в виде клемм или проводов.

Поскольку невозможно другими способами очистить небольшие провода от старой изоляции без риска повредить.

Лазер способен убрать слой толщиной 1 микрометр или напыленное покрытие из серебра без касаний к медной части. Также его применяют в таких операциях:

  1. Тонкие надрезы или разрезы.
  2. Проделать отверстия в проводах при необходимости.
  3. Насечки на небольших платах.

Что касается макроприменения, то лазеры оправданы при обработке дорогих изделий в виде монет, слитков, прочих важных предметов. Также технология применяется при производстве изделий из резины. Световой поток хорошо убирает налет с форм после большого количества заливок. Химическая чистка займет немало времени, при этом есть риск повредить поверхность.

Обратите внимание! Благодаря лазеру подобные последствия удаляются и сводятся к минимуму временные затраты на удаление коррозии. Лазерная обработка занимает 60 минут против 8 часов химическим методом. Кроме того, изделие не потребует демонтажа при работе, что гораздо удобнее по техническим причинам и исключит проблемы при еще одной сборке.

Крупный лазер против ржавчины долгое время применяются в сфере производства деталей для авиационной промышленности, космических и других летательных аппаратов.

С 90-х годов большинство военных и гражданских самолетов чистят от краски и налета лазером, так как этого требует техническое обслуживание летательных аппаратов.

Также мощные лазеры требуются для очищения ржавчины на железнодорожных вагонах, зданиях, корпусах кораблей и мостах.

Ремонт лазеров

Лазер для чистки металла своими рукамиРемонт лазеров

Ремонт лазерного оборудования возможен исключительно на профессиональном уровне и при наличии уникального опыта. Даже наиболее качественная техника периодически требует ремонта. Чаще всего в сервисные центры обращаются по таким причинам:

  • Прибор не получается включить.
  • Не отзывается при изменениях параметров.
  • Цифровой монитор не действует.
  • Корпус усиленно нагревается.
  • Нет активации лазера внешним источником звука.
  • Причиной плохой работы стало механическое повреждение.

Обратите внимание! В Москве имеется много качественных сервисных центров, которые специализируются на ремонте лазерного оборудования любого уровня сложности. Они могут произвести оперативную диагностику прибора, составить смету на ремонт и выявить наиболее вероятные повреждения.

В наличии у них всегда можно найти подходящие запчасти, осуществляют доставку светового оборудования как для ремонта, так и возвращения к работе. Кроме того, квалифицированные работники проведут все необходимые консультации, а также посоветовать примерный план действий.

Длительное функционирование лазера зависит от того, насколько правильно подобраны настройки и как часто проводится профилактика. Важно смазывать подвижные части, заменять лампочки и другие элементы. Доверять ремонтные работы следует профессионалам с соответствующим опытом работы. Иначе, попытка экономии приведет к преждевременному выходу лазера из строя.

Лазерное оборудование требует внимательности и осторожности, в том числе нельзя касаться к нему ладонью, волосами и другими частями тела без защиты. Установка для лазерной очистки поверхности имеет много вариаций в зависимости от размеров, мощности, предназначения и других характеристик.

Также важно учитывать, для каких именно целей планируется использовать лазер. Он способен удалять ржавчину как с небольших, так и крупных по площади поверхностей.

Именно лазерный способ удаления ржавчины считается самым эффективным, в том числе по временным затратам. Хороший лазер для удаления ржавчины будет прилично стоить, цена зависит от производителя.

Правильный выбор устройства обеспечит эффективное удаление ржавчины с различных поверхностей и долгий период эксплуатации во всех условиях.

Лазер для удаления ржавчины своими руками

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Сейчас на странице 0 пользователей

Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

При длительном соприкосновении поверхности обычной стали с воздухом или любой другой коррозионно-активной средой на его поверхности постепенно образуется слой окиси железа. Это не только портит внешний вид изделия, но и провоцирует его дальнейшее ржавление. Наиболее популярны химические методы очистки металлических поверхностей от ржавчины. Но, как утверждается, «не хлебом единым»…

Технология лазерной очистки

Лазерное удаление ржавчины (система CleanLaser) базируется на известных физических принципах взаимодействия металла с особо мощным световым излучением, каким и является лазерный луч.

В соответствии с ними чистые металлы лазерное излучение отражают, а соединения с более сложным химическим составом — наоборот, поглощают.

К числу последних относится не только ржавчина (как известно, она представляет собой смесь трёх оксидов железа), но и различные загрязнения, плёнки гидридов и т.д.

При поглощении поверхностью лазерного луча может происходить один из трёх процессов:

  1. Нагрев без фазовых превращений, когда бомбардируемый направленным фотонным пучком слой размягчается и отшелушивается.
  2. Нагрев с последующим расплавлением.
  3. Нагрев с дальнейшим испарением материала поверхности.

Таким образом, теоретически возможны две технологии использования лазера против ржавчины — условно «мягкий» режим, в результате которого поверхностный слой отделится от стальной основы в виде чешуек (затем удаляемых механически), либо «жёсткий» режим, при реализации которого ржавчина с обрабатываемой поверхности просто испаряется.

Лазер для чистки металла своими руками

Температура плавления ржавчины (в зависимости от её состава) находится в пределах 1580…1640 0 С, т.е., выше температуры плавления стали.

Для достижения указанных температур плотность тепловой мощности в зоне действия лазерного луча должна быть не ниже 10 6 Вт/см 2 , а диаметр ионно-фотонного пучка — не более 100 микрон.

В этом случае возможно эффективное удаление окисной плёнки толщиной 50…75 микрон, чего вполне достаточно для снятия слоя ржавчины.

Повышению эффективности удаления ржавчины лазером способствует также и то, что в центре концентрированного светового луча активизируются и сопутствующие процессы — ударные волны и чрезвычайно высокие температурные перепады. Они ускоряют процессы отделения и разрушения окислов.

Для лазерного луча не имеет значения вид обрабатываемой поверхности. Поэтому лазерная очистка эффективна и для изделий, имеющих глубокие пазы, рифления, декоративную отделку и пр.

Читайте также:  Шлифовка металла: суть и особенности процесса, способы работ и виды обработки, полировка и заказ услуг

Оборудование для удаления ржавчины

Наиболее востребованный портативный вариант включает в себя два отдельных модуля — ранец с источником питания и лазерную головку со шламоприёмником, которые соединяются между собой оптоволоконным кабелем. В комплект входит также устройство для контрольного видеонаблюдения за процессом.

Установки лазерной очистки действуют в следующей последовательности:

  • При включении происходит сканирование поверхности с целью выявления глубины и характера ржавчины, Это выполняется коротким по длительности лазерным импульсом сравнительно небольшой мощности;
  • После сканирования на очищаемую поверхность направляется лазерный поток мощностью, оптимальной для размерного испарения вещества (впрочем, мощность регулируется, и пользователь может устанавливать для очистки ржавчины и иной режим обработки);
  • Остатки разрушенного и отделённого от основного металла окисной плёнки (которая не попала в центр светофокусированного пучка) захватываются в специальную ёмкость;
  • Процесс обработки прекращается автоматически, по достижению состояния поверхности, при которой направляемый на неё фотонный поток начинает отражаться , т.е., свободной от окислов.

Мощность установок для очистки металла рассматриваемым способом зависит от целей их применения. Например, лазер для удаления ржавчины со сравнительно небольших площадей (так называемый «лазерный рюкзак») имеет мощность в пределах 12…20 Вт, и питается от аккумуляторных батарей.

Более мощные — до 1000 Вт — устройства также компактны, но запитываются от стационарной электросети 220 В. Они снабжаются световодным кабелем длиной до 10 м.

Выпускаются и стационарные системы портального типа, с кабелями длиной до 50 м, которые предназначены для очистки особо больших металлических поверхностей.

Лазер для чистки металла своими руками

Выбор типоразмера системы для лазерной очистки производят, исходя из того, что 1 кВт мощности лазера соответствует примерно 1 м 2 очищаемой поверхности в час.

Преимуществами лазера как удалителя ржавчины являются:

  1. Отсутствие вредных экологических выбросов.
  2. Отсутствие шума при работе.
  3. Высокие эффективность и качество очистки.
  4. Возможность использования при обработке комбинированных покрытий, причём не только из разных металлов, но и на соединениях стали с другими материалами (например, инкрустаций, стальных пластин-накладок на кожаные изделия и т.д.).
  5. Простота настройки и использования.
  6. Отсутствие потребности в расходных материалах.

Лазер для чистки металла своими руками

Бытует мнение об опасности для операторов, которые эксплуатирует рассмотренное оборудование. Однако это не так. Излучение носит строго направленный характер, и воздействует только на обрабатываемую поверхность. От избыточного светового потока работающего защищают специальные очки, а при дистанционной обработке контроль за ходом процесса производится при помощи системы видеонаблюдения.

Лазерная очистка поверхности

В то время, как лазерная сварка, прошивка отверстий и резка известны уже многие годы, технология лазерной очистки все еще считается нишевой. Она долгое время не применялась в промышленности, несмотря на возможность удаления большей части органических загрязнений.

Сегодня широкий спектр систем на основе импульсных лазеров находит свое применение для очистки или удаления покрытий.

Лазерное оборудование применяется для удаления слоя краски с деликатных поверхностей, снятия изоляции с проводов, отчистки поверхности, удаления остатков вулканизации резины на пресс-формах для покрышек и пр. Все эти операции в том или ином роде могут быть отнесены к «очистке».

Почему лазерное излучение?

Развитие лазерной очистки произошло под влиянием потребности в неабразивной и безопасной очистке, способной заменить использование химических растворителей и механических абразивных систем.

Одной из ключевых проблем, характеризующих большинство традиционных методов очистки, является повреждение подложки и негативное влияние на окружающую среду.

Абразивная очистка повреждает деликатные поверхности и сопровождается большими объемами загрязнения. Использованию же химических растворителей сопутствуют жидкие отходы и потенциально опасные испарения.

Подобные проблемы и привели к созданию первых чистящих лазерных систем.

К преимуществам лазерной очистки поверхности относятся следующие:

  1. бесконтактный / неабразивный процесс;
  2. отсутствие химических растворителей или частиц абразива;
  3. снижение объемов загрязнений;
  4. возможность автоматизации;
  5. безопасность.
Тип процесса Взаимодействие с основой Безопасность и экология Автоматизация
Химические растворители Не повреждает Большой объем загрязнений (опасные расстворители), тре­бующий специальной утилизации. Оператору требуются средства защиты. Низкая — Средняя
Пескоструйная обработка Высокая абразивность, не подходит для очистки деликатных поверхностей Большой объем загрязнений (песок, пластиковые гранулы и т.п.). Средняя — Высокая
Очистка сухим льдом Неэффективна для очистки деликатных поверхностей Очень шумная. Опасные испарения. Низкая. Ручная обработка.
Лазерная очистка Не повреждает Низкий объем выбросов (только удаляемый материал) Высокая

Как работает лазерная очистка поверхности

Практически все технологии лазерной очистки основываются на импульсном лазерном излучении, при этом значения выходной мощности, длины волны излучения и параметров самого импульса могут значительно отличаться.

Сверхкороткие импульсы (порядка нано- – микросекунд) с мощностью в несколько миллионов Ватт направляется на очищаемую поверхность. Воздействующая энергия приводит к взрыву загрязнения, часть которого испаряется, а остатки рассеиваются в виде пыли, и могут быть удалены системой фильтрации.

Этот процесс повторяется до достижения необходимой глубины снятия. Лазерное излучение поглощается органическими материалами, такими как краска, изоляция или резина. Металлические поверхности, такие как формообразующая для покрышки или медная жила, отражают лазерное излучение.

В результате на подложку не оказывается механического, химического или теплового воздействия.

Глубина абляции может контролироваться с точностью до 5-10 мкм, что делает возможным выборочное удаление покрытий. Это особенно важно, если необходимо удалить только часть из многослойной окраски, удалив верхний слой, без повреждения подложки.

Существует целый ряд импульсных лазеров на YAG:Nd, CO2 и диодные. Для очистки поверхности доказывают свою эффективность CO2-TEA лазеры, и до сегодняшнего дня большинство установок по лазерной очистки строится на их основе*.

Применение и экономика

В технологии лазерной очистки можно различить микро-, макро- и крупно-масштабные применения. Что касается стоимости вложений, то они напрямую зависят от требуемой мощности лазера, определяющей, как быстро необходимо производить очистку и каков объем удаляемого материала.

В электронной индустрии существует потребность в зачистке проводов для проведения приварки или припайки разъемов, клемм или соединителей. Так, изоляция на тонких проводах, таких как плоские, может эффективно удаляться, без повреждения медного проводника.

В отличие от механической зачистки, лазер способен удалять изоляцию толщиной от 1 мкм или серебряное покрытие проводника, без воздействия на слой с антикоррозийной защитой.

Лазерные установки позволяют выполнять тонкие надрезы и формировать окна на тонких проводах, печатных платах и подобных компонентах с большей точностью и гибкостью, чем механические способы.

На автомобильные тормозные системы или системы охлаждения наносят полиамидные покрытия, защищающие их от износа и коррозии. Для установки выводов необходимо зачищать покрытие на концах трубок. Лазерные системы способны успешно удалять покрытие без повреждения мягкой алюминиевой сердцевины.

Для таких применений бюджет систем начинается от $ 150 000, а производительность системы может достигать скоростей в одно изделие за несколько секунд, в зависимости от удаляемого материала.

При производстве изделий из резины и при производстве покрышек возникает потребность в очистке форм после того, как форма выполнит несколько сотен изделий.

Пресс-формы, в которых происходит остывание, необходимо демонтировать и очищать при помощи механических установок или химических растворителей. Процесс отнимает много времени, а также может повредить дорогую оснастку.

Очистка формы для покрышки типового пассажирского автомобиля занимает около восьми машинных часов, и примерно столько же времени уходит на сопутствующие работы.

Применение лазера позволяет очищать формы без демонтажа, непосредственно на рабочем станке, при этом, без возможных повреждений. Мобильная лазерная установка способна за 45–60 минут очистить пресс-форму для покрышки, площадь которой составляет немногим меньше 1 м 2 .

Подобные системы используют пять из десяти крупнейших производителей автопокрышек, каждому из которых такая установка обошлась в $500 000.

В качестве других примеров макро–применений, в том числе мобильных, можно привести удаление краски с аэрокосмических приборов, деталей автомобилей и т.п.

С начала 1990-х коммерческие и военные самолеты должны регулярно очищаться от краски для проведения D-check проверок и работ по обслуживанию. С увеличением законодательных запретов на применение химических растворителей лазерные технологии могут предложить потенциальную замену. Вместе с этим, лазерная очистка разрабатывается для удаления красок на основе свинца с мостов и корпусов кораблей.

Многочисленные научно-исследовательские проекты совместно с промышленниками и при финансовой поддержке государственных институтов дали неоднозначные результаты.

На сегодняшний день лишь небольшое число промышленных лазерных систем используются для снятия краски с деталей самолетов и вертолетов, что доказывает потенциал данной технологии.

При этом, шагов к полной зачистке воздушных судов, железнодорожных вагонов или зданий от краски не было сделано до сих пор.

Применяемые в автоматизированных линиях на базе многокиловаттных лазеров решения обходятся в $1 – 2 млн., позволяя очищать 10 – 20 м 2 /час. Существует также возможность повысить производительность.

Оборудование для лазерной очистки

Из-за многообразия задач и деталей установки по лазерной очистке редко бывают оборудованием «со склада». Ключевым в подобных системах является принцип перемещения луча по детали. В некоторых решениях луч сканируется по поверхности (так например, при очистке пресс-форм, снятии краски), в то время как в других луч остается неподвижным, над перемещающейся деталью (удаление изоляции проводов).

Подготовлено по материалам: JÖrg Jetter – Laser surface cleaning [ILS]

* Прим. переводчика: Оригинальная статья была опубликована в [ILS] в 2002 году и отражает ситуацию на тот момент времени.

Мобильная установка для лазерной очистки поверхности

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector