Технология и оборудование лазерного очищения металла от ржавчины

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.

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.

Лазерная очистка металла от ржавчины и прочих загрязнений:

Лазерная очистка поверхности металла и иных материалов состоит в том, что мощный, короткий и быстрый лазерный луч производит микро-всплески плазмы, которая в свою очередь создает ударные и тепловые волны. Под воздействием лазерного луча материалы с очищаемой поверхности испаряются, при этом не повреждая и не оказывая воздействие на саму поверхность. Процесс удаления материалов происходит за счет температурного расширения (эффект лазерной абляции).

В системе лазерной очистки отсутствуют расходные материалы, она компактна, долговечна и экологична.

Рис. 1. Пример лазерной очистки металла от ржавчины (справа)

Лазерная очистка хорошо подходит для селективной очистки, а именно позволяет минимизировать  риск повредить  поверхность  и  избежать  наличия  остаточных  химических процессов и веществ после очистки. Иными словами, уникальность лазерной очистки поверхности заключается в том, что при удалении (снятии) загрязненного слоя не повреждается основная часть материала изделия.

Технология лазерной очистки основываются на импульсном лазерном излучении. Основными параметрами лазерного излучения, влияющими на эффективность процесса очистки, являются мощность излучения, длительность импульса и длина волны излучения.  Мощность лазерного излучения подбирается таким образом, чтобы оно не оказывало никакого воздействия на поверхность очищаемого материала, но была достаточна для образования микро-всплесков плазмы. Длительность импульсов составляет нано- и микросекунды. Она определяет глубину термического воздействия излучения. Длина волны лазерного излучения определяет глубину проникновения излучения внутрь загрязняющего материала и составляет микрометры.

С помощью лазерной очистки очищаются не только поверхности металлов и их сплавов, но и других неметаллических материалов: мрамора, гранита, гипса, бетона и пр. Лазерная очистка позволяет удалить с загрязненной поверхности: ржавчину, окислы, масло, окалину, краску, нагар, продукты нефтепереработки, адгезивные и гальванические покрытия, органические загрязнения, резину, изоляцию проводов, пленочные покрытия, радиоактивные загрязнения и пр.

Использование лазера в современных автоматизированных обрабатывающих комплексах (центрах) позволяет автоматизировать  процесс  в  целом  и  повысить производительность обработки. Современный  уровень мощности волоконных  излучателей  способен  обеспечить  промышленные  уровни высокопроизводительной очистки до десятков квадратных метров в час при низкой стоимости процесса.

Преимущества способа

Применение современных разработок при создании рассматриваемого метода обработки определяет то, что он характеризуется большим количеством преимуществом. Примером можно назвать следующие моменты:

1. При работе не происходит образование токсичных веществ, которые могут оказывать негативное воздействие на организм человека.
2. Технология обработки не приводит к образованию шума. При механическом воздействии может образовываться большое количество шума, который может создавать существенный дискомфорт.
3. Высокая эффективность и качество получаемого изделия. Другие методы удаления ржавчины не позволяют достигнуть столь высокого результата. При этом исключена вероятность допущения ошибки, так как человек не контролирует качество очистки.
4. Есть возможность применять метод очистки лазером в случае, когда поверхность представлена комбинированием различных материалов. Примером можно назвать случай, когда на стальной пластинке есть кожаная и другая отделка.
5. Устройство просто в использовании. Как правило, установка выбирает оптимальные режимы работы в автоматическом режиме. Можно вводить информацию в ручную, для чего есть специальный пульт или дисплей.
6. Нет потребности в различных расходных материалах. При применении метода очистки химикатами требуется достаточно большое количество реагентов, которые в последствии не пригодны для использования.

Часто можно встретить мнение, что создаваемое излучение оказывает негативное влияние на зрение оператора. Проведенные исследования указывают на безопасность направленного луча.

Кроме этого, многие станки имеют специальный защитный кожух, а оператор должен работать в защитных очках.

Лазерная очистка металла может проводится и в ручном режиме. В подобном случае лазерная очистка подразумевает применение пульта дистанционного управления.

Лазерная очистка в ручном режиме

Современные модели практически полностью автоматизированы. При этом оператор не находится в непосредственной близости от устройства, наблюдает за происходящим через систему видеонаблюдения.

Технологический процесс лазерной резки металла

Луч образует на образце точку. Точечное воздействие позволяет добиться максимально быстрого нагревания выше температуры плавления и кипения. Вещество начинает испаряться. Если плотность материала высокая или большая ширина, то испарение затруднительно, поэтому присутствует газовый баллон – инертный газ (кислород, азот, обычный воздух) направлен на эту зону и выдувает расплавившиеся элементы.

Виды операции

Классификация основана на выборе рабочего элемента, то есть прибора, образующего лазерный поток. Различают три типа установок по мощности:

• Не более 6 киловатт – работа с твердыми телами. В основе лежит рубин или специальное прочное стекло. Они позволяют генерировать высокий импульс с постоянным потоком.
• До 20 кВт – с помощью газа. Газовая смесь из азота, кислорода, гелия прогревается и разгоняется с помощью электроэнергии.
• До 100 кВт – наиболее мощные станки, газодинамические. В их основе углекислый газ, который направлен узким потоком на локализованную область.

Читать также: Расположение светильников на потолке в ванной

Режимы резки металла лазером

Любая установка имеет множество параметров. Их выбор зависит от конкретных характеристик разрезаемого материала и желаемого результата. Например, мощность прямо пропорционально увеличивается в зависимости от толщины листа.

Также имеет значение химический состав. Углеродистые стали имеют преимущества перед низкоуглеродными по прочности, но они же на 25-35% медленнее нагреваются и разрушаются из-за добавления углерода. Аналогично влияют и прочие легирующие добавки.

Также влияет выбранный газ. Чистый кислород в два раза эффективнее, чем обычный воздух. Качество разреза (шероховатость, образование сколов, дефектов) зависит от скорости процесса и толщины заготовки. И, конечно, важна точность. Самый лучший показатель у станков с ЧПУ. Они заранее программируются, вводятся все показатели, выбор программы осуществляется автоматически. Приведем таблицу, которая поможет определить режим:

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»…

Специализация:

Высокопроизводительная очистка изделий сложной формы без повреждения поверхности, в частности: лазерная очистка сварных швов, штампов и пресс-форм, сложных деталей, ржавчины на металлических оградах, памятников.

• Производство в Петербурге
• Лазеры IPG-Photonics
• Лучшая техподдержка
• Работа 24/7 не выключаясь
• Опыт более 15 лет

Возможности оборудования:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИСистема лазерной очистки «TurboClean»

Есть вопросы по работе оборудования и его поставке? Мы ответим на все Ваши вопросы по технологии лазерной очистки металлических поверхностей.
Обращайтесь к нашим специалистам по телефонам: (812) 326-7892, 332-0659 или 8-800-5555-620 (звонок по России бесплатный).

Каков срок действия эффекта плазменной очистки с помощью атмосферной плазмы?

К сожалению, здесь нельзя назвать никаких достоверных цифр. Срок действия эффекта зависит от условий хранения, параметров обработки, а также степени загрязнения.

1. Влажная атмосфера и повышенная температура (более 20 °C) резко снижаютсрок действия эффекта плазменной обработки.
2. Многократная обработка повышаетсрок действия эффекта обработки.
3. В общем, для металлических, стеклянных и керамических поверхностей действует следующая рекомендация: склеивание, нанесение печатного изображения или лакокрасочного покрытия следует выполнять в течение одного часа после плазменной обработки для достижения максимальных показателей.
4. Для пластмасс характерен следующий срок действия эффекта плазменной обработки:

• ПА (с армированием и без армирования стекловолокном): 1 — 2 недели
• ПП, ПЭ: мы рекомендуем дополнительную обработку в течение от одного до максимум двух дней
• ПК: 2–5 дней
• АБС, ПК/АБС: 2–5 дней

Пожалуйста, учтите, что здесь речь идет о приблизительных значениях. В зависимости от изготовителя могут возникать серьезные различия по причине применения различных присадок и разделительных средств.

Известные модели лазеров

Лазер 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.

Бюджетная очистка лазером металла от ржавчины.

Для данного вида обработки применяются волоконные (твердотельные) граверы. Положительным нюансом является то, лазерная очистка металла от ржавчины не требует оборудования высокой мощности. Очистка лазером металла от ржавчины будет эффективно производиться даже на установке с силовым агрегатом в 20 Вт.

Минусом такого метода очистки является ограничение по габаритам обрабатываемых изделий. Как правило, максимальное рабочее поле недорогих установок для очистки не превышает значения 300х300 мм. Однако, лаборатория LaserFor обладает комплексами с рабочим полем 600х400 мм. Это позволяет осуществлять бюджетную лазерную очистку металла более габаритных предметов.

Отметим и ресурс работы станков, при помощи которых выполняется лазерная очистка металла от ржавчины. Флагманская модель линейки LaserFor PB-V1 рассчитана на 100 000 часов эксплуатации. Настольный вариант — LaserFor PB-V2 немного уступает флагману, но и имеет более низкую стоимость. После выработки ресурса происходит замена источника излучения, после чего установка снова готова к работе.

Обе этих модели могут производить работы как на плоскостях, так и на цилиндрических поверхностях. Для этого используется поворотное устройство, которое полностью синхронизируется с программным обеспечение комплекса. За счёт этого оператор практически не ощутит разницы в работе на различных поверхностях. Принцип чистки небольших цилиндрических изделий ни чем не отличается от нанесения маркировки/гравировки, посмотреть на которое Вы можете в коротких видеороликах, расположенных ниже.

Лазерная очистка металла от ржавчины — далеко не все, на что способны волоконные маркираторы LaserFor. В основном они применяются для гравировки, маркировки и резки. А спектр обрабатываемых материалов не ограничивается любыми металлами и сплавами. На равне с ними, гравировальные станки LaserFor применимы к работе с пластиками, резиной, кожей, камнями, лакокрасочными покрытиями, костными соединениями и прочим.

Доставка оборудования осуществляется в любой населенный пункт России, Белоруссии, Казахстана, Украины и ряда других стран. А в наших демонстрационных залах Вы всегда можете увидеть как происходит очистка лазером металла от ржавчины. Если посещение наших офисов является для Вас не удобным, Вы можете заказать бесплатное выполнение тестовых образцов.

Вся волоконная техника LaserFor обладает пятилетним сроком гарантийного обслуживания. А Служба Клиентского Сервиса доступна нашим клиентам в течение всего срока эксплуатации и является бесплатной.

Оборудование для очистки лазерного типа

Все механизмы лазерного очищения металла максимально автоматизированы, и при этом усилия со стороны людей сокращаются до минимума. Лазерные типы станков могут отличаться по конструкционному типу, мощности, размерам, а определенные из них будут оборудованы камерой с управлением дистанционного характера, которая подсоединяется к компьютеру. Для обработки металлов лазерные типы установок оснащены кабелями с очень большой длинной (от 50 и больше метров).

По типу мощности устройства могут быть следующими:

• Для небольшой площадки – от 12 до 20 Вт (лазер с малым размером на аккумуляторе).
• Для площадей среднего размера – от 100 до 400 Вт (компактные по размеру портативные системы).
• Мощнейшие установки до 1000 Вт (стационарные и переносные устройства).

Обратите внимание, что, как правило, такие инструменты могут работать против ржавчины или для остальных целей без замены рабочей головки на протяжении 100 000 часов. После этого деталь потребуется заменить, чтобы и далее можно было эксплуатировать конструкцию. Для людей лазерные установки являются безопасными, а еще они оборудованы особенной защитой от выхода лучей за размеры заготовки

Для людей лазерные установки являются безопасными, а еще они оборудованы особенной защитой от выхода лучей за размеры заготовки.

Достоинства способа

Лазерная очистка металла от ржавчины используется повсеместно, причем и на крупных промышленных предприятиях, и даже в небольших автомобильных сервисах. При помощи небольшой аккумуляторов с малой мощностью агрегатов вполне вероятно можно проводить очистку металла от коррозионных элементов своими руками в самом простом гараже.

Немного про использование.

Область применения

Лазер обладает широкой областью применения, и при этой в ней можно отличать микро, а еще макрозоны и крупномасштабную эксплуатацию. Затраты на выполнение обработки тоже будут разными, потому что они зависят от того, сколько именно стоит сама конструкционная установка, от ее мощности, сложности и объема работ.

Микроприменение

Такая область применения будет подразумевать проведения работ по зачистке проводов во время приваривания, припарке разных соединений электронного типа – разъемов и клемм. Остальным способом, помимо лазерного, почти нереально провести очищение маленьких и плоских проводов от старого слоя изоляции без их повреждений. Луч света будет убирать слой изоляции толщиной не меньше, чем 1 мкм или серебряное напыленное покрытие, и при этом, не касаясь составляющей медного типа.

Помимо того, что в области электроники лазер используется для выполнения:

• Тоненьких надрезов.
• Отверстия в проводах.
• Насечки на поверхности платы.

Обратите внимание, что при необходимости посредством лазерных типов установок можно убирать полиамидное покрытие с охладительных или тормозных систем, что требуется для зачистки концов трубок соединений. Лазерный метод позволяет производить сложнейшую операцию без повреждений сердцевины из алюминия. Макроприменение

Макроприменение

Использование крупного масштаба

Лазерная очистка от ржавчины используется в области комплектующих деталей для космических аппаратов, самолетов и прочего. Еще в 1990-х годов большинство военных и пассажирских самолетов очищают от красок, налета в рамках технического обслуживания посредством лазера. Подобными устройствами пользуются для того, чтобы снимать старые свинцовые краски с корабельных корпусов, мостов, остальных крупногабаритных строений, а еще зданий и железнодорожных вагонов.