Warum Laserreinigung wählen?

Hersteller sind immer auf der Suche nach Produkten, die stärker, haltbarer und zuverlässiger sind, auch in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtbranche.In diesem Sinne rüsten sie häufig Materialsysteme auf und ersetzen sie durch Metalllegierungen mit geringerer Dichte, besserer Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit.Dies verschafft den Herstellern eine bessere Marktposition.

Eigentlich ist das nur die halbe Wahrheit.
Ein noch stärkerer strategischer Vorteil ist die quantifizierbare Gewissheit über die Stärke, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit eines Produkts.
Der Austausch älterer Materialien gegen stärkere kann ein guter Anfang sein, erfordert aber auch fortschrittlichere Herstellungsverfahren, die auf eine sauberere und effizientere Oberflächenreinigung angewiesen sind, um starke Strukturen zu schaffen.Metalle wie Aluminiumlegierungen und fortschrittliche Materialien wie Kohlefaser-Polymer-Verbundwerkstoffe, die häufig in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet werden, erfordern eine Verklebung, um das Gewicht zu reduzieren – wenn Befestigungselemente verwendet werden, wird der Struktur Gewicht hinzugefügt – und um zuverlässigere Verbindungen zu schaffen.
Herkömmliche Techniken zur Oberflächenbehandlung von Aluminium umfassen Sandstrahlen, Lösungsmittelwischen, gefolgt von Schleifen (mit einem Scheuerschwamm) oder Eloxieren.Das Kleben öffnet die Tür zu stärker automatisierten Prozessen, mit denen herkömmliche Oberflächen nicht kompatibel sind.
Eloxieren ist häufiger in Luft- und Raumfahrtanwendungen, wo diese teurere und strengere Vorbereitung verwendet wird, um strenge Spezifikationen zu erfüllen.Die inhärente Variabilität von Sandstrahl- und manuellen Schleiftechniken zeigt deutlich, dass ein besser kontrollierter Prozess angebracht ist.
Laserreinigung oder Laserablation schließt diese Prozesslücke als präzisere, umweltfreundlichere, automatisierbare und effiziente Methode zur Behandlung von Metall- und Verbundoberflächen für die Reinigung.Die auf der Oberfläche dieser Materialien zu findenden Verunreinigungen lassen sich durch Laserbearbeitung leicht entfernen.
Da die Laserreinigung so leistungsstark ist, ist es wichtig, genau zu wissen, wie sie sich auf Ihre Oberfläche auswirkt.Der Unterschied zwischen einer ordnungsgemäß behandelten Oberfläche und einer unter- oder überbehandelten Oberfläche kann äußerst schwierig zu beurteilen sein.Mit einer quantitativen Prozessverifizierungstechnologie, die so empfindlich und präzise ist wie der Laserprozess selbst, können Hersteller sicher sein, dass ihre Metall- und Verbundstoffoberflächen vollständig für das Bonden bereit sind.

Der folgende Fortune-Laser gibt Ihnen eine detaillierte Einführung in die Gründe für die Wahl der Laserreinigung.

1 –Was ist Laserreinigung?
Die Laserbehandlung ist eine äußerst präzise, ​​thermische Reinigungstechnik, bei der winzige Bruchstücke einer Materialoberfläche durch einen fokussierten, oft gepulsten Laserstrahl entfernt (abgetragen) werden.Der Laser bestrahlt die Oberfläche, um Atome zu entfernen, und kann zum Bohren extrem kleiner, tiefer Löcher durch sehr harte Materialien verwendet werden, um dünne Filme oder Nanopartikel auf einer Oberfläche zu erzeugen.

Dieser Oberflächenreinigungsprozess ist so effektiv, weil er in der Lage ist, auf so kleine Schichten von Verunreinigungen und Rückständen abzuzielen.Aluminiumoberflächen enthalten Oxide und Schmieröle, die sich nachteilig auf die Klebeverbindung auswirken, und Verbundwerkstoffe enthalten oft Reste von Formtrennmitteln und andere Silikonverunreinigungen, die keine starken chemischen Bindungen mit Klebstoffen bilden können.
Wenn ein Klebstoff auf eine Oberfläche aufgetragen wird, auf der einer dieser Rückstände vorhanden ist, versucht er, chemisch an den Ölen und dem Silikon an den obersten molekularen Schichten des Materials zu haften.Diese Bindungen sind extrem schwach und versagen zwangsläufig entweder während Leistungstests oder während der Verwendung des Produkts.Wenn Verbindungen an der Stelle brechen, an der Oberfläche und Klebstoff oder Beschichtung aufeinandertreffen, spricht man von einem Grenzflächenversagen.Kohäsionsbruch beim Zugschertest tritt auf, wenn der Bruch im Klebstoff selbst auftritt.Dies weist auf eine sehr starke Bindung und eine zusammengesetzte Struktur hin, die belastbar und langlebig ist.

Das kohäsive Versagen dieser laserbehandelten Verbundstoffproben zeigt den Klebstoff auf beiden Seiten der zu verbindenden Materialien.

Das Grenzflächenversagen dieser nicht behandelten Verbundproben zeigt, dass der Klebstoff nur an einer der Seiten klebte und sich von der anderen vollständig löste.
Wenn Sie kohäsives Versagen haben, haben Sie eine Grenzflächenbindung, die nicht umsonst losgelassen wird.Oberflächenbehandlungen zielen darauf ab, die Oberfläche zu modifizieren, um Verunreinigungen zu entfernen und eine Oberfläche zu schaffen oder freizulegen, die in der Lage ist, chemisch mit dem Klebstoff für dauerhafte und zuverlässige Verbindungen zu verschmelzen.
 
2- So erkennen Sie, ob Ihre laserbehandelte Oberfläche für die Haftung bereit ist
Kontaktwinkelmessungen, wie sie in dem IJAA-Papier erwähnt werden, das verwendet wird, um die Verschlechterung von Behandlungen im Laufe der Zeit zu verstehen, sind eine außergewöhnlich gute Möglichkeit, Laserreinigungsprozesse zu überwachen und zu verifizieren.
Eine Kontaktwinkelmessung ist empfindlich gegenüber den molekularen Veränderungen, die auf einer laserbehandelten Oberfläche auftreten.Der auf die Oberfläche aufgebrachte Flüssigkeitstropfen steigt oder fällt in exaktem Verhältnis zur Menge der mikroskopischen Kontamination auf der Oberfläche.Kontaktwinkelmessungen sind ein unerbittlicher Indikator für die Haftung und können Klarheit und Sichtbarkeit darüber bieten, wie die Stärke der Behandlung mit den Reinigungsanforderungen der Materialien übereinstimmt.
Kontaktwinkelmessungen korrelieren wunderbar mit den Änderungen der Schadstoffkonzentrationen, die durch spektroskopische Verfahren erfasst werden.Die meisten Präzisionsmessungen von Verunreinigungen auf Oberflächen werden mit Geräten durchgeführt, die für Hersteller nicht käuflich sind und ohnehin nicht für real hergestellte Teile verwendet werden könnten.
Kontaktwinkelmessungen können unmittelbar vor und nach der Behandlung auf der Produktionslinie mit durchgeführt werdenHandbuchoderautomatisierte Messwerkzeuge.So wie die Laserreinigung veraltete Oberflächenvorbereitungsmethoden aufgrund der Automatisierungsanforderungen der hochpräzisen Massenfertigung ersetzt, machen Kontaktwinkelmessungen auch subjektive und ungenaue Oberflächenqualitätstests wie Dyne-Tinten und Wasserbruchtests obsolet.
Festigkeitstests untersuchen nur eine Probe der verarbeiteten Materialien, erhöhen die Ausschussrate und geben keinen Hinweis darauf, wie eine stärkere Bindung hergestellt werden kann.Kontaktwinkel können, wenn sie in einer Produktionslinie eingesetzt werden, genau darauf hinweisen, wo der Prozess optimiert werden muss, und können Aufschluss darüber geben, was optimiert werden muss und in welchem ​​​​Umfang.

3- Warum Laserreinigung verwenden?
Es gibt viele großartige Forschungen darüber, wie die Laseroberflächenbehandlung die Haftung verbessert.Zum Beispiel,ein im Journal of Adhesion veröffentlichter Artikeluntersuchten, wie stark die Festigkeit der Verbindung durch die Laserreinigung im Gegensatz zu den herkömmlichen Methoden verbessert wird.
„Experimentelle Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Laser-Voradhäsions-Oberflächenbehandlung die Scherfestigkeit von mit modifiziertem Epoxid gebundenen Aluminiumproben im Vergleich zu unbehandelten und eloxierten Substraten signifikant verbesserte.Die besten Ergebnisse wurden mit einer Laserenergie von etwa 0,2 J/Impuls/cm² erzielt, wobei die Einzelüberlappungs-Scherfestigkeit um 600-700 % im Vergleich zu der einer unbehandelten Al-Legierung und um 40 % im Vergleich zu einer Chromsäure-Anodisierungsvorbehandlung verbessert wurde.

Die Art des Versagens änderte sich von adhäsiv zu kohäsiv, wenn die Anzahl der Laserpulse während der Behandlung zunahm.Das letztgenannte Phänomen wurde mit morphologischen Veränderungen korreliert, wie durch Elektronenmikroskopie gezeigt, und mit chemischen Modifikationen, wie durch Auger- und Infrarotspektroskopie angezeigt.“
Ein weiterer interessanter Effekt der Laserablation ist die Kraft, die sie hat, um eine Oberfläche zu erzeugen, die sich im Laufe der Zeit nicht verschlechtert.
Fortune-Laserhat großartige Arbeit geleistet, um zu untersuchen, wie die Laserreinigung auf überraschende Weise mit Oberflächen interagiert.Die Laserbehandlung von Aluminium erzeugt winzige Krater in der Oberfläche, die schmelzen und fast gleichzeitig zu einer mikrokristallinen Schicht auf der Oberfläche erstarren, die noch korrosionsbeständiger ist als das Aluminium selbst.

Das folgende Diagramm zeigt den Unterschied zwischen der Scherfestigkeit einer Verbindung mit laserbehandeltem Aluminium und chemisch behandeltem Aluminium.Wenn die Oberflächen im Laufe der Zeit einer feuchten Umgebung ausgesetzt waren, nimmt die Fähigkeit der chemisch behandelten Oberfläche, sich gut zu verbinden, erheblich ab, da die Feuchtigkeit beginnt, die Oberfläche zu korrodieren, während die laserbehandelte Oberfläche ihre Korrosionsbeständigkeit nach wochenlanger Einwirkung behält.

Wenn Sie mehr über die Laserreinigung erfahren oder eine für Sie am besten geeignete Laserreinigungsmaschine kaufen möchten, hinterlassen Sie bitte eine Nachricht auf unserer Website und senden Sie uns direkt eine E-Mail!