U području laserskog čišćenja, vlaknasti laseri postali su najbolji izbor za lasersko čišćenje izvora svjetlosti s većom pouzdanošću, stabilnošću i fleksibilnošću.Kao dvije glavne komponente lasera s vlaknima, laseri s kontinuiranim vlaknima i pulsni laseri s vlaknima zauzimaju vodeće pozicije na tržištu u obradi makro materijala, odnosno u preciznoj obradi materijala.
Za nove aplikacije laserskog čišćenja, bilo da se koristi kontinuirani laser ili pulsni laser pojavio se u različitim glasovima, tržište se također pojavilo u korištenju pulsirajućeg i kontinuiranog lasera dvije vrste laserske opreme za čišćenje.Mnogi industrijski krajnji korisnici ne znaju kako odabrati kada biraju.Jepte laser o aplikacijama kontinuiranog i pulsirajućeg laserskog laserskog čišćenja za usporedno testiranje i analizu njihovih značajki i primjenjivih scenarija primjene, u nadi da će pružiti korisnu referencu za industrijske korisnike pri odabiru odgovarajuće tehnologije laserskog čišćenja.
Ispitivanje materijala
ALCP je pulsni laserski čistač, a ALC kontinuirani laserski čistač.Detaljni parametri usporedbe dvaju laserskih čistača prikazani su u tablici 1. Uzorak korišten u eksperimentu je ploča od aluminijske legure, veličine ploče od aluminijske legure, duljine, širine i visine od 400 mm × 400 mm × 4 mm.uzorak dva za ploču od ugljičnog čelika, duljina, širina i visina od ugljičnog čelika 400 mm × 400 mm × 10 mm.uzorak površine raspršivanje bijele boje, uzorak jedan na debljini površine boje od oko 20 μm, uzorak dva debljine površine boje od oko 40 μm.
Dva su lasera korištena za uklanjanje boje s površine dvaju materijala za pokuse, a parametri laserskog čišćenja optimizirani su kako bi se dobila najbolja širina pulsa, frekvencija, brzina skeniranja i drugi parametri te kako bi se usporedili učinak i učinkovitost čišćenja pod optimiziranim eksperimentalni uvjeti.
Eksperiment s pulsirajućim laserskim čišćenjem sloja boje
U eksperimentu s uklanjanjem boje pulsirajućim svjetlom, snaga lasera je 200 W, žarišna duljina korištenog zrcala polja je 163 mm, a promjer laserski fokusirane točke je oko 0,32 mm.Raspon pojedinačnih površina za čišćenje je 13 mm × 13 mm, a razmak punjenja je 0,16 mm.Laser opetovano skenira i čisti površinu aluminijske legure 2 puta i površinu ugljičnog čelika 4 puta.
Tablica 1: Usporedba parametara pulsirajućeg i kontinuiranog lasera
Materijal
Uzorak 1 bila je ploča od aluminijske legure dimenzija 400 mm × 400 mm × 4 mm.uzorak 2 bila je ploča od ugljičnog čelika dimenzija 400 mm × 400 mm × 10 mm.površina uzorka bila je obojana u bijelo, a debljina boje na površini uzorka 1 bila je oko 20 μm, a debljina boje na površini uzorka 2 bila je oko 40 μm.
Rezultati ispitivanja
Dva se lasera koriste za pokuse uklanjanja boje na dvije materijalne površine, a parametri laserskog čišćenja optimizirani su kako bi se dobila najbolja širina pulsa, frekvencija, brzina skeniranja i drugi parametri te kako bi se usporedili učinak i učinkovitost čišćenja pod optimiziranim eksperimentalnim uvjetima.
1 Eksperiment sloja boje za čišćenje pulsirajućim laserom
Snaga lasera je 200 W, žarišna duljina zrcala je 163 mm, promjer laserske točke je 0,32 mm, površina čišćenja je 13 mm x 13 mm, razmak punjenja je 0,16 mm, aluminijska površina se čisti dva puta laserskim skeniranjem, a karbon čelična površina čisti se laserskim skeniranjem četiri puta.Učinak širine laserskog pulsa, frekvencije i brzine laserskog skeniranja (kao što je prikazano u tablici 2) na učinak čišćenja ispitan je pod uvjetom da je stopa uzdužne i poprečne superpozicije mrlje bila 50%, a eksperimentalni učinak površine aluminijske legure uklanjanje boje prikazano je na slici 1, a eksperimentalni učinak uklanjanja boje s površine ugljičnog čelika prikazan je na slici 2.
Tablica 2. Eksperimentalni parametri površinske boje za čišćenje aluminijske legure i ugljičnog čelika pulsnim laserom
Slika 1. Različiti parametri lasera pod pulsnim laserom za čišćenje površinskog sloja boje aluminijske legure usporedne tablice
Slika 2. Različiti laserski parametri pod usporednom tablicom sloja boje za površinsko čišćenje ugljičnog čelika pulsnim laserom
Eksperimentalni rezultati u istoj frekvenciji, kratka širina impulsa u usporedbi s dugom širinom pulsa, mogu lako ukloniti površinski sloj boje od legure aluminija i ugljičnog čelika, pri istoj širini pulsa, veća je vjerojatnost da će niža frekvencija uzrokovati oštećenje podloge, kada je frekvencija veća od određene vrijednosti, što je veća frekvencija, učinak uklanjanja sloja boje će biti lošiji.Eksperimentalni rezultati pulsirajućeg laserskog čišćenja površinskog sloja boje aluminijske legure preferiranih parametara za 15 # (snaga lasera 200 W, širina pulsa 100 ns, frekvencija 60 kHz, brzina skeniranja 9600 mm/s), čišćenje površinskog sloja boje ugljičnog čelika preferiranih parametara za 13 # (snaga lasera 200 W, širina impulsa 100 ns, frekvencija 40 kHz, brzina skeniranja 6400 mm / s), oba će parametra čisto ukloniti sloj laka, a podloga uzorka u osnovi je neoštećena.
2 Eksperiment kontinuiranog laserskog čišćenja sloja boje
U eksperimentu kontinuiranog svjetlosnog uklanjanja boje, snaga lasera je 50%, radni ciklus je 20% (ekvivalent prosječnoj snazi od 200 W), frekvencija je 30 kHz.Laser više puta skenira 2 puta pri čišćenju površine aluminijske legure i 4 puta pri čišćenju površine ugljičnog čelika.Pod uvjetima konstantne snage lasera, radnog ciklusa i frekvencije, testira se učinak brzine laserskog skeniranja na učinak čišćenja.Parametri čišćenja uklanjanja površinske boje od aluminijske legure prikazani su u tablici 3, a učinak čišćenja prikazan je na slici 3. Parametri čišćenja uklanjanja površinske boje ugljičnog čelika prikazani su u tablici 4, a učinak čišćenja prikazan je na slici 4.
Tablica 3. Eksperimentalni parametri kontinuiranog laserskog čišćenja površinske boje aluminijske legure
Tablica 4. Eksperimentalni parametri kontinuiranog laserskog čišćenja površinske boje ugljičnog čelika
Slika 3. Različite brzine laserskog skeniranja kontinuiranog laserskog čišćenja aluminijske legure površinskog sloja boje usporedne tablice
Slika 4. Različite brzine laserskog skeniranja kontinuiranog laserskog čišćenja površinskog sloja boje ugljičnog čelika usporedne tablice
Eksperimentalni rezultati pokazuju da pri istoj snazi i frekvenciji lasera, što je niža brzina laserskog skeniranja, to je veća šteta uzrokovana podlozi.Kada je brzina skeniranja veća od određene vrijednosti, što je veća brzina skeniranja, lošiji je učinak uklanjanja sloja boje.Eksperimentalni rezultati kontinuiranog laserskog čišćenja površinskog sloja boje aluminijske legure preferirani parametri za 21 # (snaga lasera 200 W, frekvencija 30 kHz, brzina skeniranja 2000 mm/s), preferirani parametri čišćenja površinskog sloja boje ugljičnog čelika za 37 # (snaga lasera 200 W, frekvencija 30 kHz, brzina skeniranja 3400mm/s).Ova dva parametra ne samo da će ukloniti čist površinski sloj boje od ugljičnog čelika, a šteta uzrokovana podlozi uzorka je relativno mala.
Zaključak
Ispitivanja su pokazala da i kontinuirani i pulsni laseri mogu ukloniti boju s površine materijala kako bi se postigli rezultati čišćenja.Pod istim uvjetima snage, učinkovitost pulsirajućeg laserskog čišćenja mnogo je veća od one kod kontinuiranih lasera, dok pulsirajući laseri mogu bolje kontrolirati unos topline kako bi spriječili pretjeranu temperaturu podloge ili mikrofuziju.
Kontinuirani laseri imaju prednost u cijeni i mogu nadoknaditi razliku u učinkovitosti s pulsirajućim laserima korištenjem lasera velike snage, ali toplinski unos kontinuirane svjetlosti velike snage je veći i stupanj oštećenja podloge se povećava.Stoga postoji temeljna razlika između njih dvoje u scenarijima primjene.Scenariji primjene s visokom preciznošću, koji zahtijevaju strogu kontrolu porasta temperature podloge i ne zahtijevaju oštećenje podloge, kao što su kalupi, preporučuju se za odabir pulsirajućih lasera.Za neke velike čelične konstrukcije, cjevovode itd., zbog velikog volumena brzog rasipanja topline, zahtjevi za oštećenje podloge nisu visoki, tada možete odabrati kontinuirane lasere.
Vrijeme objave: 15. kolovoza 2022