Els fabricants sempre busquen fabricar productes més forts, més duradors i més fiables, així com en els sectors de l'automoció i l'aeroespacial.En aquesta recerca, actualitzen i substitueixen amb freqüència els sistemes de materials amb aliatges metàl·lics de menor densitat, millor temperatura i resistència a la corrosió.Això ofereix als fabricants una millor posició al mercat.
De fet, això només és la meitat de la història.
Un avantatge estratègic encara més fort és la certesa quantificable sobre la força, la durabilitat i la fiabilitat d'un producte.
Canviar materials antics per altres més forts pot ser un bon començament, però també requereix processos de fabricació més avançats que es basen en una neteja de superfícies més neta i eficient per crear estructures fortes.Els metalls com els aliatges d'alumini i els materials avançats com els compostos polimèrics de fibra de carboni, que s'utilitzen sovint en la fabricació d'automoció i aeroespacial, requereixen unió per reduir el pes (quan s'utilitzen elements de fixació, s'afegeix pes a l'estructura) i per crear juntes més fiables.
Les tècniques tradicionals d'acabat d'alumini inclouen el sorra, la neteja amb dissolvent, seguida de la mòlta (utilitzant un fregall) o l'anodització.L'adhesió adhesiva obre la porta a processos més automatitzats per als quals els acabats tradicionals no són compatibles.
L'anodització és més freqüent en aplicacions aeroespacials on aquesta preparació més cara i més estricta s'utilitza per complir amb especificacions estrictes.La variabilitat inherent de les tècniques de sorra i abrasió manual demostra clarament que cal un procés més controlat.
La neteja làser o l'ablació làser omple aquest buit del procés com un mètode més precís, respectuós amb el medi ambient, automatitzable i eficient per tractar superfícies metàl·liques i compostes per a la seva neteja.Els tipus de contaminació que es troben a la superfície d'aquests materials s'eliminen fàcilment mitjançant el processament làser.
Com que la neteja amb làser és tan potent, és fonamental saber exactament com afecta la vostra superfície.La diferència entre una superfície tractada adequadament i una superfície amb tractament insuficient o excessiu pot ser extremadament difícil d'avaluar.Amb una tecnologia de verificació quantitativa de processos tan sensible i precisa com el propi procés làser, els fabricants poden estar segurs que les seves superfícies metàl·liques i compostes estan completament preparades per a la unió.
El següent làser Fortune us donarà una introducció detallada sobre els motius per triar la neteja làser.
1 –Què és la neteja per làser?
El tractament amb làser és una tècnica de neteja tèrmica extremadament precisa que funciona eliminant (ablació) petites fraccions de la superfície d'un material mitjançant un raig làser focalitzat, sovint polsat.El làser irradia la superfície per eliminar àtoms i es pot utilitzar per perforar forats extremadament petits i profunds a través de materials molt durs, produint pel·lícules primes o nanopartícules sobre una superfície.
Aquest procés de neteja de superfícies és tan eficaç per la seva capacitat per dirigir capes tan petites de contaminants i residus.Les superfícies d'alumini contenen òxids i olis lubricants que són perjudicials per a la unió de l'adhesiu i els compostos sovint conserven l'alliberament de motlles residuals i altres contaminants de silicona que no poden formar enllaços químics forts amb els adhesius.
Quan s'aplica un adhesiu a una superfície amb un d'aquests residus presents, intentarà adherir-se químicament als olis i la silicona de les poques capes moleculars superiors del material.Aquests enllaços són extremadament febles i fallaran inevitablement durant les proves de rendiment o durant l'ús del producte.Quan les juntes es trenquen en el punt on la superfície i l'adhesiu o el recobriment es troben, s'anomena fallada interfacial.La fallada de cohesió durant les proves de cisalla de volta és quan la ruptura es produeix dins del propi adhesiu.Això indica una unió molt forta i una estructura assemblada que és resistent i duradora.
La fallada cohesiva d'aquestes mostres compostes que han estat tractades amb làser mostra l'adhesiu a banda i banda dels materials que s'uneixen.
La fallada interfacial d'aquestes mostres compostes que no van ser tractades demostra que l'adhesiu només es va enganxar a un dels costats i es va deixar anar completament l'altre.
Quan tens un fracàs cohesionat, tens un vincle interfacial que no deixa anar per res.Els tractaments superficials tenen com a objectiu modificar la superfície per eliminar contaminants i crear o revelar una superfície que pugui fusionar-se químicament amb l'adhesiu per a enllaços duradors i fiables.
2- Com saber si la seva superfície tractada amb làser està preparada per a l'adhesió
Les mesures de l'angle de contacte, com les que s'esmenten al document de l'IJAA que s'utilitzen per entendre la degradació dels tractaments amb el temps extraordinària, són una manera excepcionalment bona de controlar i verificar els processos de neteja amb làser.
Una mesura de l'angle de contacte és sensible als canvis moleculars que s'estan produint en una superfície que s'està tractant amb làser.La gota de líquid col·locada a la superfície pujarà o baixarà en relació exacta amb la quantitat de contaminació microscòpica a la superfície.Les mesures de l'angle de contacte són un indicador implacable d'adhesió i poden oferir claredat i visibilitat sobre com està alineada la força del tractament amb les necessitats de neteja dels materials.
Les mesures de l'angle de contacte es correlacionen perfectament amb els canvis en els nivells de contaminants recollits pels mètodes d'espectroscòpia.La majoria de les mesures de precisió de contaminants a les superfícies es fan amb equips que els fabricants no poden comprar i que de totes maneres no es podrien utilitzar en peces reals que es fabriquen.
Les mesures de l'angle de contacte es poden realitzar immediatament abans i després del tractament a la línia de producciómanualoeines de mesura automatitzades.De la mateixa manera que la neteja per làser substitueix els mètodes antics de preparació de superfícies a causa de les necessitats d'automatització de la fabricació de gran volum i alta precisió, les mesures de l'angle de contacte també fan obsoletes les proves subjectives i imprecises de la qualitat de la superfície, com les tintes dine i les proves de trencament d'aigua.
Les proves de rendiment de resistència només examinen una mostra dels materials que s'estan processant, augmentant la taxa de ferralla i no donen cap indicació de com crear un enllaç més fort.Els angles de contacte, quan s'utilitzen al llarg d'una línia de producció, poden indicar exactament on cal ajustar el procés i poden proporcionar informació sobre què cal ajustar i fins a quin punt.
3- Per què utilitzar la neteja làser?
Hi ha hagut molta investigació sobre com el tractament de superfícies amb làser millora l'adhesió.Per exemple,un article publicat al Journal of Adhesionva explorar fins a quin punt la força de les articulacions es millora amb la neteja amb làser en comparació amb els mètodes tradicionals.
"Els resultats experimentals indiquen que el tractament de la superfície amb làser de preadhesió va millorar significativament la resistència a la cisalla de les mostres d'alumini unides amb epoxi modificat en comparació amb els substrats no tractats i anoditzats.Els millors resultats es van obtenir amb una energia làser d'uns 0,2 J/pols/cm2 on la resistència al tall d'una sola volta es va millorar en un 600-700% en comparació amb la de l'aliatge d'Al no tractat i en un 40% en comparació amb el pretractament d'anodització d'àcid cròmic.
El mode de fallada va canviar d'adhesiu a cohesiu a mesura que augmentava el nombre de polsos làser durant el tractament.Aquest darrer fenomen s'ha correlacionat amb els canvis de morfologia revelats per la microscòpia electrònica i la modificació química tal com indica Auger i l'espectroscòpia infraroja.
Un altre efecte interessant de l'ablació làser és el poder que té per crear una superfície que no es degrada amb el temps.
Làser de la fortunaha fet un gran treball investigant com la neteja làser interacciona amb les superfícies d'algunes maneres sorprenents.El tractament amb làser de l'alumini crea petits cràters a la superfície que es fonen i gairebé simultàniament es solidifiquen en una capa microcristal·lina a la superfície que és encara més resistent a la corrosió que el propi alumini.
Mirant el gràfic següent, mostra la diferència entre la força de tall d'un enllaç que utilitza alumini tractat amb làser i alumini tractat químicament.Amb el pas del temps, a mesura que les superfícies han estat exposades a un ambient humit, la capacitat de la superfície tractada químicament per unir-se bé disminueix significativament perquè la humitat comença a corroir la superfície, mentre que la superfície tractada amb làser conserva la seva resistència a la corrosió després de setmanes d'exposició.
Hora de publicació: 12-agost-2022
