Преимущества лазерной очистки металла от ржавчины

О ТЕХНОЛОГИИ

Промышленная лазерная очистка, или абляция — это процесс очистки/снятия инородного слоя материала с обрабатываемой твердой поверхности путем облучения его лазерным лучом.

Бельгийская компания P‑Laser — один из основоположников этой технологии — смогла объединить накопленный обширный опыт в области применения различных методов для очистки материалов и преимущества лазера. Принцип действия работы установок лазерной очистки (рис. 3–5) заключается в том, что материал при поглощении энергии от излучения лазера очень быстро нагревается, что приводит к его испарению или растрескиванию. При этом поверхность, расположенная ниже, не подвергается воздействию и остается нетронутой, т. е. готовой к дальнейшему технологическому процессу.

Рис. 3. Система лазерной очистки

Рис. 4. Принцип действия

Рис. 5. Процесс лазерной очистки

Регулируя мощность излучения, скорость сканирования и режим очистки, можно с высокой точностью контролировать количество удаляемого инородного материала.

Технология лазерной очистки в большинстве случаев превосходит по эффективности другие известные методы промышленной очистки и не имеет их недостатков. Лазерная очистка с широким спектром действия является самым чистым методом индустриальной очистки, так как воздействует только на тот слой, который требуется удалить, оставляя базовый материал нетронутым. При этом эффективность процесса значительно увеличивается.

При соблюдении минимальных требований ТБ и правильном подборе средств индивидуальной защиты процесс лазерной очистки является абсолютно безопасным для оператора и окружающего персонала.

К преимуществам технологии можно отнести следующее:

• Электроэнергия является единственным потребляемым ресурсом.
• Обрабатываемый материал не разрушается в процессе воздействия.
• Более высокая степень отчистки достигается путем регулировок и подбора режимов работы.
• Легкость применения и интеграция в технологические процессы.
• Отсутствие отходов, только пыль.
• Возможно локальное и ограниченное по площади воздействие.
• Возможно селективное и послойное снятие обрабатываемых слоев.
• Низкий уровень шума.
• Отсутствие необходимости переоснащения.
• Низкая эксплуатационная стоимость.
• Надежность.

ОБОРУДОВАНИЕ

В промышленных целях используются: установки различной мощности: 50, 100, 500, 1000 Вт.
Системы с мощностью 500 и 1000 Вт имеют очень высокую производительность: ~10–40 м2/час. Для локальной очистки достаточно 100 Вт. При этом установки могут быть в компактном или мобильных исполнениях корпуса. Данные системы также имеют высокую производительность ~5–10 м2/час. Длина оптоволоконного кабеля может быть до 3–10 м.

Компания «DY-Laser» — более чем 25-летний опыт работы в области промышленной очистки в различных отраслях промышленности и социальной сферы.

Региональный эксклюзивный дистрибьютор
P‑laser в РФ и странах СНГ
г. Химки, Ленинградская ул., д. 39, стр. 6
Телефон: +7 (495) 201 41 98www.DY-laser.ru; e‑mail: sales@DY-laser.ru

Источник журнал «РИТМ машиностроения» № 7-2019

Лазер снимает ржавчину в доли секунды. Но стоит как хороший автомобиль [2 видео]

Ржавчина губительна для автомобиля, как и для любых изделий из стали, не защищенных специальным покрытием. Кислород и влажность в сочетании со временем делают свое «грязное» дело. И коль не получилось предотвратить ее появление, не плохо было бы избавиться от нее как можно быстрее. В противном случае автомобиль/деталь может оказаться на металлоломе.

Есть множество химических и физических способов удаления ржавчины, но все они трудоемки и довольно затратны. Специалисты «P-Laser» предложили «волшебную палочку», удаляющую следы окисления в считанные секунды. Это ручной лазер, предназначенный для удаления ржавчины, краски, покрытия или масляного загрязнения, который обнажает чистый металл, делая его пригодным для сварки, клейки или лакокрасочного покрытия.

Устройство под названием P-Laser QF-1000 (первое видео) предназначено для промышленного применения, в основном, для подготовки металла к роботизированной сварке или удаления остатков из пресс-форм. Есть и меньшие производные, которые можно использовать в небольших мастерских.

Как это работает? Представитель P-Laser пояснил, система использует короткие импульсы лазерного излучения, направляемые на металлическую поверхность, в результате чего «слой грязи и любые оксиды, поглощая энергию, испаряются». Металл под ними отражает лазерный луч, поэтому после обработки остается неповрежденным и чистым, готовым к сварке или покраске. При этом производитель устройства обещает: попадание луча на кожу безопасно — «если он заденет ваш палец, вы этого не почувствуете» (второе видео).

Как мы уже говорили, существует множество способов удаления ржавчины. Но немногие из них столь впечатляющие, как лазерная очистка. Единственным препятствием для широкого распространения технологии станет цена: самое маломощное устройство в 50 ватт «QF-50» стоит почти 48 000 евро. Видимо, это за пределами бюджета средней станции технического обслуживания автомобилей…

avtomaniya.com

Подручные средства для удаления ржавчины

Ржаво-бурые пятна на железной поверхности не только делают изделие неприглядным внешне, но и оказывают разрушительное действие, стремясь превратить прочный блестящий металл в хлопья. Стоит оставить мокрыми противни, сковородки, столовые приборы, как они тут же попадают под прицел «рыжего врага». Опытные хозяйки знают, какими подручными веществами можно справиться с этой серьезной проблемой. Вот некоторые из них.

Уксус

Пораженное коррозией изделие помещают в емкость с 9%-м уксусом и оставляют на 10–15 часов, после чего убирают остатки загрязнения жесткой щеткой, промывают проточной водой и протирают насухо.

Если изделие слишком громоздкое и замочить его целиком невозможно, уксус наносят кисточкой или распыляют пульверизатором.

Сода

В миску насыпают горстку пищевой соды и разводят водой до получения густой кашицы. С помощью губки или кисточки обмазывают заржавевшую деталь приготовленным средством и оставляют на полчасика, после чего тщательно отчищают железной мочалкой или щеткой, промывают водой и вытирают насухо.

Соль и картофель

Для удаления свежих пятен ржавчины многие пользуются солью и разрезанным пополам клубнем картофеля. В картошке содержится щавелевая кислота, которая разъест налет, а соль выступает в роли абразива.

Процесс очистки невероятно прост. Картофельный срез посыпают солью и натирают металлическое изделие, например нож или противень, пока ржавые следы не исчезнут.

Керосин

Самое известное вещество, позволяющее быстро удалить ржавые подтеки. Поврежденную поверхность детали зачищают с помощью металлической щетки, оборачивают тряпкой, смоченной в керосине, и оставляют на 2–3 часа.

Рыбий жир

Если в хозяйстве водится рыбий жир, его можно использовать для решения проблем со ржавчиной. Благодаря этому средству поверхность не только избавится от коррозии, но и обретет защиту в виде тонкой жировой пленки, оставшейся после нанесения жира. Способ очистки похож на описанные выше: рыбьим жиром обмазывают пораженное место, оставляют на 2–3 часа, после чего отчищают остатки ржавчины.

Пытливые хозяйки выявили еще массу веществ, способных удалить ржавые пятна и восстановить внешний вид металлического изделия. Оказывается, с этой работой превосходно справляются и томатный кетчуп, и кока-кола, и даже некоторые лекарственные препараты, например «Алка-зельтцер» или аспирин. Главное – после очистки тщательно просушить поверхность и всякий раз после использования вытирать железные предметы насухо и хранить их в сухом месте.

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.

Основные технологические показатели установок портативного исполнения

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.

Производительность способа поражает

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.

Поиск записей с помощью фильтра:

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.

Удаление ржавчины с использованием лазера

Температура плавления ржавчины (в зависимости от её состава) находится в пределах 1580…1640С, т.е., выше температуры плавления стали. Для достижения указанных температур плотность тепловой мощности в зоне действия лазерного луча должна быть не ниже 106 Вт/см2, 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.

Обзор оборудования

На рынке предлагается широкий ассортимент устройств, предназначенных для снятия ржавчины с металлической поверхности. Лазерные аппараты для чистки делятся на несколько разновидностей, каждый инструмент обладает своими особенностями и преимуществами. Чтобы подобрать очиститель, необходимо тщательно изучить характеристики каждого подвида, взвесить все за и против. В зависимости от размеров и мощности лазерные установки бывают нескольких типов.

Установки средних размеров поддерживают мощность 100-400 Вт. А вот крупные изделия подходят для чистки от ржавчины с показателем до 1000 Вт.

Наиболее удобной моделью считается прибор-ранец, который представлен в компактном размере и небольшом весе. Благодаря такому агрегату можно обрабатывать объекты на промышленном предприятии и в домашней мастерской.

Если требуется прибор с большей мощностью, лучше приобретать установку, в которой имеется встроенная система фильтрации. Огромным спросом пользуется очиститель китайского производства, так как он довольно удобный, недорогой и отлично справляется с удалением ржавчины с любой поверхности. Оборудование производства Китай относится к мобильным устройствам, которые легко транспортировать и переносить с одного места на другое.

Пескоструй немецкого производства привлекают крупные предприятия, так как ассортимент такого оснащения довольно широкий. Но их нельзя использовать на деликатных поверхностях. Здесь можно найти рюкзачный лазер, который включает три типа модулей – источник питания, лазерную головку и устройство для наблюдения. Когда установка включается, происходит сканирование поверхности, затем агрегат выявляет глубину коррозии и только потом начинает обрабатывать участки, разрушенные ржавчиной.

Как бороться?

Прежде чем отвечать на вопрос, как самостоятельно избавиться от коррозии, и изучать технологию процесса, следует сначала поговорить о том, какие инструменты и материалы могут понадобиться во время работы. Среди основных:

Болгарка

Важно, чтобы электроинструмент был оборудован соответствующей насадкой. Если под рукой такого прибора нет, можно заменить его на специальную металлическую щетку.
Наждачка

Обязательно следует запастись мелкой и крупной наждачкой. С ее помощью нужно будет удалять очаги ржавчины. Что касается показателя крупности зерна, то следует остановиться на наждачке с зерном не крупнее 120.
Преобразователь. Это химическое средство, посредством использования которого удастся не только предотвратить распространение ржавчины, но также полностью избавиться от возникшей неприятной проблемы.
Обезжириватель. Необходим для качественной очистки поверхности кузова.
Шпатлевка. Посредством ее использования получится выровнять плоскость и обеспечить дополнительную защиту металла.
Грунтовка. Она облегчает сцепление краски с покрытием.
Краска. Поможет создать внешнюю защиту.

Устранение дефектов

Чтобы приступить к удалению ржавчины, потребуется сначала подготовить покрытие кузова. Для этого необходимо:

1. Промыть поверхность.
2. Удалить грязь.
3. Высушить.

Это поможет не только провести основную работу впоследствии более качественно, но также позволит заранее выявить новые очаги и предупредить дальнейшее развитие коррозийных процессов. Даже незаметное и маленькое пятно способно повлечь за собой неприятные последствия в виде возникновения нового процесса коррозии

Поэтому важно вовремя замечать эти моменты

Основной процесс

Работа по удалению ржавчины с кузова довольно сложная. Она потребует много сил и времени. Поэтому, если хочется провести процедуру самостоятельно, следует заранее освободить день и подготовить все необходимые материалы и инструменты.

Чтобы устранить коррозию и восстановить кузовное покрытие, владельцу авто необходимо:

Осмотреть кузов
Важно обратить внимание на арки, днище и пороги. Любая трещина, царапина, любой скол и любое повреждение поверхности – все это должно быть отмечено и зафиксировано.
Зачистить проблемные места
Зачистка проводится с помощью болгарки, оборудованной подходящей насадкой, и наждачки

Также вместо болгарки можно использовать щетку из металла, как уже было замечено. Важно при выполнении шага следить за тем, чтобы на поверхности не оставались глубокие царапины. Постепенно наждачку с крупным зерном следует заменить на мелкую шкурку.
Обезжирить зачищенные места. Далее потребуется убрать очаги ржавчины. Рекомендуется задействовать хим. составы – преобразователи. Они растворяют коррозию и предотвращают возможность появления и распространения коррозии.
Нанести слой шпатлевки на места, которые были зачищены глубоко. Специалисты рекомендуют использовать шпатлевку со стекловолокном, если речь идет об устранении неровностей поверхности. После этого можно нанести еще один слой, поменьше, но уже использовать обычную шпатлевку.
Покрыть ровную и высохшую плоскость жидкостью, предотвращающей появление и развитие коррозии. Если речь идет об обработке отдельных элементов, то другие части кузова рекомендуется закрыть скотчем, картоном или бумагой. Защитных слоев должно быть несколько. Наносить их нужно каждый 15 минут, дожидаясь, когда высохнет предыдущий.
Матировать полученный слой. Для этого используют мелкую наждачку, которую необходимо заранее намочить. Дополнительно поверхность обезжиривают, чтобы впоследствии можно было нанести краску.

Сфера использования

Лазер имеет широкую область применения, при этом в ней различают микро-, макрозоны и крупномасштабную эксплуатацию. Затраты на проведение обработок тоже будут разными, ведь они зависят от того, сколько стоит сама установка, от ее мощности, объема работ и их сложности.

Микроприменение

Данная сфера использования подразумевает проведение зачистки проводов при припарке, приваривании различных электронных соединений – клемм, разъемов. Иным способом, кроме лазерного, практически невозможно сделать очищение мелких плоских проводов от старой изоляции без их повреждения. Световой луч уберет слой изоляции толщиной меньше 1 мкм или напыленное серебряное покрытие, при этом не касаясь медной составляющей. Кроме того, в сфере электроники лазер применяется для выполнения:

• тонких надрезов;
• отверстий в проводах;
• насечек на платах.

При необходимости с помощью лазерных установок можно убрать полиамидное покрытие с тормозных или охладительных систем, что требуется при зачистке концов соединяемых трубок. Лазерная методика позволит произвести эту сложную операцию без повреждения алюминиевой сердцевины.

Макроприменение

Лазерная очистка металла – недешевый метод, но он полностью оправдан при необходимости в обработке дорогостоящих изделий: украшений, монет, слитков, ценных предметов. Эта технология находит применение и в сфере производства на заводах резинотехнических изделий: световой луч эффективно убирает налет с форм для покрышек после сотен заливок. Если чистить пресс-формы химическим методом, процесс займет много времени, а поверхность дорогостоящего изделия может быть повреждена.

Лазер предотвращает подобные последствия и минимизирует временные затраты на удаление элементов коррозии. Время лазерной обработки формы не превышает 60 минут по сравнению с 8 часами, которые требует химический метод. Также изделие не нужно будет демонтировать перед работой, что намного удобнее технически и исключает проблемы при повторной сборке.

Крупномасштабное использование

Лазерное очищение от ржавчины практикуется в сфере производства комплектующих для самолетов, космических аппаратов и т .д. Еще с 90-х годов многие военные и пассажирские самолеты чистят от краски, налета в рамках техобслуживания при помощи лазера. Такими установками пользуются для снятия старых свинцовых красок с корпусов кораблей, мостов, иных крупногабаритных сооружений, железнодорожных вагонов, зданий.

Лазерная очистка от ржавчины

Лазерная технология обуславливает применение специального оборудования. Лазерная очистка характеризуется следующими особенностями:

1. Высокая эффективность. При несущественных затратах можно обновить изделие и восстановить его красоту.
2. Качество получаемой поверхности высока.
3. Высокая скорость обработки, связанная с автоматизированием процесса и применением технологии фокусировки светового луча для воздействия на металл.
4. Подобная очистка предусматривает использование специального оборудования. Появилось оно в продаже относительно недавно, но уже сегодня весьма востребовано, устанавливается в специализированных цехах по восстановлению металлических изделий.
5. Сфокусированный свет приводит к нагреву поверхности и частичному перестроению структуры. Однако, оказываемое воздействие не становится причиной изменения кристаллической решетки, то есть закалка не проводится. Это связано с точечным воздействием луча.

Очистка поверхности лазером

Кроме этого, возникают проблемы с глубокой ржавчиной, которая нарушает целостность структуры материала.

https://youtube.com/watch?v=k0V2rMyzMJc

Ремонт лазеров

Ремонт 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.

https://youtube.com/watch?v=SX0t57oWgl4

Оборудование для чистки лазером

На рынке можно встретить множество современных аппаратов для лазерной чистки. Приобретать устройство необходимо в зависимости от задач, которое оно будет решать. Наиболее востребованными являются компактные приборы в виде рюкзаков или небольших стационарных установок.

Особенности выбора:

1. Ранец – это мобильный аппарат, который состоит из 3 комплектующих: аккумулятора, сканера и лазерной головки. Его удобно использовать в сервисных мастерских, на небольших предприятиях.

   Он позволяет мастеру свободно перемещаться, даже если он работает с габаритными объектами, как внутри помещения, так и снаружи.

2. Стационарный лазер стойка. Такой прибор станет оптимальным решением в том случае, когда требуется мощное лазерное излучение. Помимо базовых комплектующих, стойка дополнена встроенными системами для фильтрации воздуха.
3. Габаритные установки. Их работой управляет компьютер. Такие приборы используют на крупных промышленных предприятиях.

Топ-3 популярных аппарата, их цена

Стоимость лазерного оборудования различается, в зависимости от производителя и особенностей конструкции прибора.

Топ-3 лазера для борьбы с ржавым налетом:

1. Ранец-стойка Clean Laser. Цена – от 320 000 рублей для устройства мощностью 100 Вт и размером головки 42х34х55 см.
2. Китайский лазер-ранец JNL.INK. Стоимость устройства стартует от 8 000 $.
3. Ранец-рюкзак CL мощностью 20 Вт и весом 12 кг. Цена начинается от 200 000 рублей.

Цены могут отличаться в зависимости от:

• продавца,
• региона доставки,
• акций, проводимых в магазине,
• курса валют.

Какой выбрать?

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

1. Для 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