Výrobci se vždy snaží vyrábět produkty, které jsou pevnější, odolnější a spolehlivější, stejně jako v automobilovém a leteckém průmyslu.V tomto úsilí často modernizují a nahrazují materiálové systémy s nižší hustotou, lepší teplotní a korozní odolností kovových slitin.To dává výrobcům lepší pozici na trhu.
Ve skutečnosti je to jen polovina příběhu.
Ještě silnější strategickou výhodou je kvantifikovatelná jistota ohledně síly, trvanlivosti a spolehlivosti produktu.
Výměna starších materiálů za silnější může být dobrým začátkem, ale vyžaduje to také pokročilejší výrobní procesy, které spoléhají na čistší a účinnější čištění povrchu, aby se vytvořily silné struktury.Kovy, jako jsou hliníkové slitiny a pokročilé materiály, jako jsou polymerní kompozity s uhlíkovými vlákny, často používané v automobilovém a leteckém průmyslu, vyžadují lepení, aby se snížila hmotnost – když se používají spojovací prvky, ke konstrukci se přidá hmotnost – a vytvoří se spolehlivější spoje.
Tradiční techniky povrchové úpravy hliníku zahrnují pískování, otírání rozpouštědlem, po kterém následuje broušení (pomocí drátěnky) nebo eloxování.Lepení otevírá dveře k více automatizovaným procesům, pro které nejsou tradiční povrchové úpravy kompatibilní.
Eloxování je běžnější v leteckých aplikacích, kde se tato dražší a přísnější příprava používá ke splnění přísných specifikací.Inherentní variabilita technik pískování a ručního obrušování jasně ukazuje, že je na místě více kontrolovaný proces.
Laserové čištění nebo laserová ablace vyplňuje tuto procesní mezeru jako přesnější, ekologičtější, automatizovatelná a účinnější metoda ošetření kovových a kompozitních povrchů pro čištění.Typy znečištění nacházející se na povrchu těchto materiálů lze snadno odstranit laserovým zpracováním.
Protože je laserové čištění tak silné, je důležité přesně vědět, jak ovlivňuje váš povrch.Rozdíl mezi správně ošetřeným povrchem a nedostatečně nebo nadměrně ošetřeným povrchem může být extrémně obtížné posoudit.Díky technologii kvantitativního ověřování procesu, která je stejně citlivá a přesná jako samotný laserový proces, si mohou být výrobci jisti, že jejich kovové a kompozitní povrchy jsou plně připraveny k lepení.
Následující laser Fortune vám podrobně představí důvody, proč si vybrat laserové čištění.
1 –Co je laserové čištění?
Laserové ošetření je extrémně přesná technika tepelného čištění, která funguje tak, že odstraňuje (ablaci) nepatrné zlomky povrchu materiálu pomocí zaostřeného, často pulzního laserového paprsku.Laser ozařuje povrch pro odstranění atomů a lze jej použít k vrtání extrémně malých, hlubokých děr do velmi tvrdých materiálů, čímž se na povrchu vytvoří tenké filmy nebo nanočástice.
Tento proces čištění povrchu je tak účinný díky své schopnosti zaměřit se na tak malé vrstvy nečistot a zbytků.Hliníkové povrchy obsahují oxidy a mazací oleje, které jsou škodlivé pro lepicí spoje, a kompozity často zadržují zbytky uvolňované formy a další silikonové nečistoty, které nemohou vytvořit silné chemické vazby s lepidly.
Když je lepidlo naneseno na povrch s jedním z těchto zbytků, pokusí se chemicky přilnout k olejům a silikonu v horních několika molekulárních vrstvách materiálu.Tyto vazby jsou extrémně slabé a nevyhnutelně selžou buď během výkonnostních testů, nebo během používání produktu.Když se spoje přeruší v místě, kde se setkávají povrch a lepidlo nebo povlak, nazývá se to selhání rozhraní.Porušení soudržnosti při zkoušce smykem překrytí nastane, když dojde k přetržení v samotném lepidle.To svědčí o velmi pevném spojení a sestavené struktuře, která je odolná a má dlouhou životnost.
Porušení soudržnosti těchto kompozitních vzorků, které byly ošetřeny laserem, ukazuje lepidlo na obou stranách lepených materiálů.
Porucha rozhraní u těchto kompozitních vzorků, které nebyly ošetřeny, ukazuje, že lepidlo se přilepilo pouze na jednu stranu a druhou zcela povolilo.
Když dojde k selhání soudržnosti, máte mezifázovou vazbu, která jen tak za nic nepustí.Povrchové úpravy se zaměřují na úpravu povrchu, aby se odstranily nečistoty a vytvořil nebo odhalil povrch, který bude schopen chemicky splynout s lepidlem pro trvanlivé a spolehlivé spoje.
2- Jak zjistit, zda je váš laserem ošetřený povrch připraven k adhezi
Měření kontaktního úhlu, jako jsou ta uvedená v dokumentu IJAA, která se používají k pochopení degradace ošetření v průběhu času, jsou výjimečně dobrým způsobem monitorování a ověřování procesů laserového čištění.
Měření kontaktního úhlu je citlivé na molekulární změny, ke kterým dochází na povrchu, který je ošetřen laserem.Kapka kapaliny umístěná na povrchu bude stoupat nebo klesat přesně v závislosti na množství mikroskopické kontaminace na povrchu.Měření kontaktního úhlu je neúprosným indikátorem přilnavosti a může nabídnout jasnost a přehled o tom, jak je síla ošetření v souladu s potřebami čištění materiálů.
Měření kontaktního úhlu krásně koreluje se změnami v hladinách kontaminantů zachycených spektroskopickými metodami.Většina přesných měření znečišťujících látek na površích se provádí pomocí zařízení, které výrobci nemohou koupit a stejně tak je nelze použít na skutečné díly, které se skutečně vyrábějí.
Měření kontaktního úhlu lze provádět bezprostředně před a po ošetření na výrobní lincemanuálneboautomatizované měřicí nástroje.Stejně jako laserové čištění nahrazuje zastaralé metody přípravy povrchu kvůli potřebám automatizace velkoobjemové a vysoce přesné výroby, měření kontaktního úhlu také činí subjektivní a nepřesné testy kvality povrchu, jako jsou dyne inkousty a testy vodního zlomu, zastaralými.
Testy pevnosti zkoumají pouze vzorek zpracovávaných materiálů, zvyšují míru zmetkovitosti a neposkytují žádné informace o tom, jak vytvořit pevnější spoj.Kontaktní úhly, pokud jsou použity v celé výrobní lince, mohou ukazovat přesně tam, kde proces vyžaduje vyladění, a mohou poskytnout pohled na to, co je třeba vyladit a do jaké míry.
3- Proč používat laserové čištění?
Bylo provedeno mnoho skvělých výzkumů o způsobech, jak laserová povrchová úprava zlepšuje přilnavost.Například,článek publikovaný v Journal of Adhesionprozkoumali, jak moc se pevnost spoje zvýší laserovým čištěním na rozdíl od tradičních metod.
„Experimentální výsledky naznačují, že povrchová úprava předadhezním laserem výrazně zlepšila smykovou pevnost vzorků hliníku s modifikovanou epoxidovou pryskyřicí ve srovnání s neošetřenými a eloxovanými substráty.Nejlepších výsledků bylo dosaženo s energií laseru asi 0,2 J/pulz/cm2, kde se pevnost ve smyku po jediném překrytí zlepšila o 600-700 % ve srovnání s neošetřenou hliníkovou slitinou a o 40 % ve srovnání s předúpravou anodizací kyselinou chromovou.
Způsob selhání se změnil z adhezivního na kohezivní, jak se počet laserových pulzů během léčby zvyšoval.Tento jev byl korelován s morfologickými změnami, které odhalila elektronová mikroskopie, a chemickou modifikací, jak ukázala Augerova a infračervená spektroskopie.
Dalším zajímavým efektem laserové ablace je síla, kterou má k vytvoření povrchu, který časem nedegraduje.
Fortune laserodvedl skvělou práci při zkoumání toho, jak laserové čištění spolupracuje s povrchy některými překvapivými způsoby.Laserová úprava hliníku vytváří na povrchu drobné krátery, které se taví a téměř současně tuhnou do mikrokrystalické vrstvy na povrchu, která je ještě odolnější vůči korozi než samotný hliník.
Při pohledu na níže uvedený graf ukazuje rozdíl mezi pevností ve smyku spoje s hliníkem, který byl ošetřen laserem, a hliníkem, který byl chemicky ošetřen.Postupem času, kdy byly povrchy vystaveny vlhkému prostředí, se schopnost chemicky ošetřeného povrchu dobře vázat výrazně snižuje, protože vlhkost začíná korodovat povrch, zatímco laserem ošetřený povrch si po týdnech expozice zachovává odolnost proti korozi.
Čas odeslání: 12. srpna 2022
