Ablacja Laserowa

Czym jest ablacja laserowa.

Ablacja laserowa jest zjawiskiem odparowania cząstek materiału, aby mogła dojść do skutku musi wpłynąć na to szereg zdarzeń. Wyobraźmy sobie wiązkę lasera w postaci tysięcy fotonów, które padają na obrabianą powierzchnię. Każdy foton zderza się z powierzchnią materiału powoduje pobudzanie pojedynczych atomów, które zderzając się ze swoimi sąsiadami zwiększając temperaturę, a tym samym energię. W pewnym momencie wytworzona w ten sposób energia przekracza wartość krytyczną zwaną progiem ablacyjnym, dochodzi wtedy do rozerwania połączeń pomiędzy atomami materiału i tym samym oderwania ich z jego powierzchni.

Zjawisko takie nazywamy sublimacją, występuję wtedy gdy materiał przechodzi bezpośrednio ze stany stałego w stan gazowy z pominięciem fazy ciekłej. Podczas całego tego procesu dochodzi do rozpylania na powierzchni materiału dużej ilości elementów jakimi są pojedyncze atomy, elektrony i fotony. Tworzą one „chmurę” elementów, w której powstaje plazma przenosząca dodatkowe ciepło w głąb materiału.

Czyszczenie laserowe wykorzystuje mechanizmy ablacji aby skutecznie usuwać zanieczyszczenia z obrabianych powierzchni. Odpowiednia długość fali promieniowania laserowego oraz optymalne parametry procesu sprawiają że światło, które wydostaje się z lasera zostaje pochłonięte przez nawarstwienia znajdujące się na czyszczonej powierzchni natomiast reszta promieniowania zostaję całkowicie odbita od powierzchni materiału podłoża. W procesie tym wykorzystywana jest różnica pochłanialności, która jest zupełnie inna dla metali i zanieczyszczeń składających się najczęściej z powłok lakierniczych, rdzy, tłuszczu, pyłów i wielu innych drobnych cząstek. Podczas gwałtownego odparowania nawarstwień generowana jest fala akustyczna, która w pierwszej kolejności porusza się w kierunku materiału podłoża jednak po odbiciu od granicy pomiędzy nim a nawarstwieniami zaczyna poruszać się w przeciwnym kierunku wspomagając przy tym efekt "wyrzucania" oderwanych cząsteczek nawarstwień w powietrze.


Zalety laserowego czyszczenia powierzchni

Urządzenia charakteryzują się wysoką niezawodnością przy minimalnej potrzebie dokonywania konserwacji, szybkiej konfiguracji parametrów oraz łatwością obsługi. Nie wymagają specjalistycznych gazów i części eksploatacyjnych.
Wszechstronne
Bezinwazyjne
Selektywne
Ekologiczne

WSZECHSTRONNE - czyszczenie ablacyjne może być stosowane na szerokim wachlarzu powierzchni, doskonale nadaje się do usuwania rdzy, zanieczyszczeń eksploatacyjnych, powłok lakierniczych, tłuszczu, pyłów z podłoży stalowych, aluminiowych, kamiennych oraz drewnianych. Ponadto odpowiednie sparametryzowanie urządzenie pozwala na wykorzystywanie go do obrabiania bardzo delikatnych i filigranowych powierzchni.

BEZINWAZYJNE - koncentrowana wiązka promieniowania laserowego pochłaniana jest przez zanieczyszczenia znajdujące się na powierzchni materiału. Mechanizmy ablacji prowadzą do sublimacji nawarstwień z powierzchni podłoża, oznacza to bezpośrednie przejście cząstek zanieczyszczeń ze stanu stałego w stan gazowy. Odpowiednia długość fali urządzenia oraz właściwe parametry procesu gwarantują usuwanie z naświetlanej powierzchni niepotrzebnych nawarstwień pozostawiając materiał podłoża nienaruszonym.

SELEKTYWNE - odpowiednia parametryzacja lasera czyszczącego pozwala na kontrolowane usuwanie zanieczyszczeń bez naruszania wybranych fragmentów usuwanej warstwy. Szeroki zakres częstotliwości, odpowiednio duża moc emitowanej wiązki oraz właściwe ustawienie parametrów głowicy umożliwia usuwanie tylko wybranych części zanieczyszczeń z obrabianej powierzchni oraz zapewnia powtarzalność procesu.

EKOLOGICZNE - czyszczenie laserowe nie wykorzystuje żadnych dodatkowych środków ściernych ani chemicznych podczas procesu. Jedynym czynnikiem powstającym podczas obróbki są odparowane z powierzchni cząsteczki nawarstwień, które odciągane są z miejsca roboczego do zbiornika na odpady lub wyrzucane są do atmosfery. Ponadto urządzenia laserowe wykorzystywane w procesie czyszczenia zużywają niewielką ilość prądu porównywalną do zużycia dwóch monitorów biurowych.


Klasa Laserów Czyszczących

Podział laserów czyszczących uwzględniający zaimplementowane źródło jak i moc samego lasera.

Klasa Standard

są to urządzenia wyposażone w źródła laserowe firmy Raycus, która ze swoją siedzibą w Wuhan jest pierwszą i największa firmą w tamtym rejonie zajmująca się badaniami, rozwojem i produkcją na wielką skale wysokoenergetycznych laserów światłowodowych oraz źródeł laserowych. Źródła firmy Raycus charakteryzują się stabilną pracą oraz szerokim zakresem parametrów dzięki czemu pozwalają na dobór urządzenia o optymalnym zastosowaniu.

Klasa Premium

są to urządzenia wyposażone w źródła laserowe firmy IPG Photonics, która jest projektantem i producentem wysokowydajnych laserów światłowodowych do różnorodnych zastosowań na wielu rynkach. Ich źródła laserowe wykorzystywane są najczęściej w laserach tnących i od lat cieszą się uznaniem wielu producentów na europejskim rynku. Ze względu na szeroki zakres parametryzacji urządzenia czyszczące ze źródłami IPG charakteryzują się bardzo dużą wydajnością pracy.


Seria Laserów Czyszczących

Podział laserów czyszczących ze względu na gabaryty oraz moc lasera.

Seria Compact

Z uwagi na niewielkie gabaryty seria compact doskonale nadaje się do pracy w miejscach gdzie wymagana jest duża mobilność. Odpowiednie sparametryzowanie urządzenia gwarantuje satysfakcjonujące efekty czyszczenia. Seria compact odpowiednio sprawdzi się w procesach usuwania rdzy, tłuszczu, zanieczyszczeń spawalniczych oraz wszelkich nawarstwień technologicznych. Ze względu na system chłodzenia powietrzem urządzenia z tej serii mają ograniczony czas pracy ciągłej.

Seria Medium Power

Lasery czyszczące z serii medium przeznaczone są do obszarów gdzie wymagana jest szybsza efektywność czyszczenia. System chłodzenia wodą gwarantuje stabilizacje urządzenia, która pozwala na kilkugodzinną ciągłą pracę maszyny. Odpowiednia parametryzacja mocy oraz częstotliwości padania impulsów pozwoli na usunięcie wszelkiego rodzaju nawarstwień. Lasery czyszczące średniej mocy doskonale nadają się do czyszczenia rdzy, tłuszczu, zanieczyszczeń technologicznych, tworzyw sztucznych, powłok lakierniczych oraz wszelkich zanieczyszczeń naturalnych na powierzchniach niemetalowych.

Seria High Power

Seria urządzeń dużej mocy doskonale radzi sobie w przypadkach gdzie wymagana jest najwyższa wydajność. Lasery z tej serii w ekspresowym tempie są w stanie usunąć nawet najgrubsze nawarstwienia. Odpowiednia parametryzacja maszyny umożliwia usuwanie zanieczyszczeń z dowolnej powierzchni. Dzięki wysokiej mocy urządzeń możliwe jest optymalnie duże zwiększenie pasma roboczego co pozwoli na znacznie szybsze czyszczenie dużych powierzchni. Lasery czyszczące z serii dużej mocy doskonale nadają się do usuwania rdzy, tłuszczy, tworzyw sztucznych, powłok lakierniczych, zanieczyszczeń technologicznych, zanieczyszczeń naturalnych na powierzchniach niemetalowych oraz wiele innych.


Tabela wydajności

Tabela szacunkowej wydajności czyszczenia dla wybranych powłok z wykorzystaniem urządzeń o zbliżonych parametrach pracy.

Wydajność czyszczenia laserowego dla wybranych powłok

Uwaga: Poniższe wartości mogą służyć jedynie jako punkt odniesienia, rzeczywiste wartości mogą różnić się ze względu na warunki otoczenia itp..

Moc

Rodzaj zabrudzenia

Grubość warstwy

Rdzeń światłowodu

Jakość wiązki

Zakres częstotliwości

Czas trwania impulsu

Soczewka ogniskująca

średnica zogniskowanej plamki

Maksymalna energia impulsu

Wydajność (określona doświadczalnie)

100W

Tlenki

≤25μm

30μm

1.6

20-1000kHz

10-350ns

f=254

85μm

1mJ

5m2/h

≤50μm

f=254

85μm

2.5m2/h

>50μm

f=160

53μm

1.5m2/h

Rdza

≤50μm

f=254

85μm

3m2/h

≤100μm

f=160

53μm

2m2/h

>100μm

f=160

85μm

1m2/h

Farba/ lakiery

≤50μm

f=254

85μm

1m2/h

≤100μm

f=160

53μm

0.5m2/h

>100μm

f=160

53μm

0.2m2/h

Brud / warstwy węglowe

≤25μm

f=254

85μm

3m2/h

≤50μm

f=160

53μm

2m2/h

>50μm

f=160

53μm

1m2/h

200W

Tlenki

≤25μm

100μm

10

10-50kHz

90-130ns

f=210

57μm

10mJ

9m2/h

≤50μm

f=160

43μm

4.5m2/h

>50μm

f=160

43μm

3m2/h

Rdza

≤50μm

f=210

57μm

6m2/h

≤100μm

f=160

43μm

3m2/h

>100μm

f=160

43μm

1.5m2/h

Farba/ lakiery

≤50μm

f=210

57μm

2m2/h

≤100μm

f=160

43μm

1m2/h

>100μm

f=160

43μm

0.5m2/h

Brud / warstwy węglowe

≤25μm

f=210

57μm

5m2/h

≤50μm

f=160

43μm

3m2/h

>50μm

f=160

43μm

2m2/h

300W

Tlenki

≤25μm

100μm

10

20-50kHz

120-140ns

f=210

71μm

12.5mJ

12m2/h

≤50μm

f=160

54μm

6m2/h

>50μm

f=160

54μm

4m2/h

Rdza

≤50μm

f=210

71μm

8m2/h

≤100μm

f=160

54μm

4m2/h

>100μm

f=160

54μm

2m2/h

Farba/ lakiery

≤50μm

f=210

71μm

2.5m2/h

≤100μm

f=160

54μm

1.2m2/h

>100μm

f=160

54μm

0.6m2/h

Brud / warstwy węglowe

≤25μm

f=210

71μm

7m2/h

>50μm

f=160

54μm

5m2/h

≤50μm

f=160

54μm

3m2/h

500W

Tlenki

≤25μm

200μm

62.5

10-50kHz

90-160ns

f=210

89μm

25mJ

15m2/h

≤50μm

f=160

68μm

7.5m2/h

>50μm

f=160

68μm

5m2/h

Rdza

≤50μm

f=210

89μm

12m2/h

≤100μm

f=160

68μm

6m2/h

>100μm

f=160

68μm

3m2/h

Farba/ lakiery

≤50μm

f=210

89μm

5m2/h

≤100μm

f=160

68μm

3m2/h

>100μm

f=160

68μm

1.5m2/h

Brud / warstwy węglowe

≤50μm

f=210

89μm

10m2/h

≤100μm

f=160

68μm

7m2/h

>100μm

f=160

68μm

5m2/h

 

Tabela przedstawiająca szacunkową wydajność czyszczenia dla wybranych powłok z wykorzystaniem urządzeń o zbliżonych parametrach pracy.

Layout Options

Which layout option you want to use?

Color Schemes

Which theme color you want to use? Select from here.

Background Patterns

Which background pattern you want to use?

Background Images

Which background image you want to use?