Οι κατασκευαστές προσπαθούν πάντα να παράγουν προϊόντα που είναι ισχυρότερα, πιο ανθεκτικά και πιο αξιόπιστα, καθώς και στους τομείς της αυτοκινητοβιομηχανίας και της αεροδιαστημικής.Σε αυτή την επιδίωξη, συχνά αναβαθμίζουν και αντικαθιστούν συστήματα υλικών με χαμηλότερη πυκνότητα, καλύτερη θερμοκρασία και αντοχή στη διάβρωση κράματα μετάλλων.Αυτό δίνει στους κατασκευαστές καλύτερη βάση στην αγορά.
Στην πραγματικότητα, αυτή είναι μόνο η μισή ιστορία.
Ένα ακόμη ισχυρότερο στρατηγικό πλεονέκτημα είναι η μετρήσιμη βεβαιότητα σχετικά με τη δύναμη, την ανθεκτικότητα και την αξιοπιστία ενός προϊόντος.
Η αντικατάσταση παλαιότερων υλικών με ισχυρότερα μπορεί να είναι μια καλή αρχή, αλλά απαιτεί επίσης πιο προηγμένες διαδικασίες παραγωγής που βασίζονται σε καθαρότερο και πιο αποτελεσματικό καθαρισμό επιφανειών για τη δημιουργία ισχυρών δομών.Μέταλλα όπως κράματα αλουμινίου και προηγμένα υλικά όπως σύνθετα πολυμερή από ανθρακονήματα, που χρησιμοποιούνται συχνά στην αυτοκινητοβιομηχανία και την αεροδιαστημική κατασκευή, απαιτούν συγκόλληση για μείωση του βάρους - όταν χρησιμοποιούνται συνδετήρες, προστίθεται βάρος στη δομή - και για τη δημιουργία πιο αξιόπιστων αρμών.
Οι παραδοσιακές τεχνικές φινιρίσματος αλουμινίου περιλαμβάνουν αμμοβολή, σκούπισμα με διαλύτη, ακολουθούμενο από λείανση (χρησιμοποιώντας μαξιλάρι καθαρισμού) ή ανοδίωση.Η συγκόλληση με κόλλα ανοίγει την πόρτα σε πιο αυτοματοποιημένες διαδικασίες για τις οποίες τα παραδοσιακά φινιρίσματα δεν είναι συμβατά.
Η ανοδίωση είναι πιο συνηθισμένη σε εφαρμογές αεροδιαστημικής όπου αυτό το πιο ακριβό και πιο αυστηρό παρασκεύασμα χρησιμοποιείται για να πληροί αυστηρές προδιαγραφές.Η εγγενής μεταβλητότητα των τεχνικών αμμοβολής και χειροκίνητης τριβής δείχνει ξεκάθαρα ότι απαιτείται μια πιο ελεγχόμενη διαδικασία.
Ο καθαρισμός με λέιζερ ή η αφαίρεση με λέιζερ γεμίζει αυτό το κενό διαδικασίας ως μια πιο ακριβής, φιλική προς το περιβάλλον, αυτοματοποιήσιμη και αποτελεσματική μέθοδος επεξεργασίας μεταλλικών και σύνθετων επιφανειών για καθαρισμό.Οι τύποι μόλυνσης που βρίσκονται στην επιφάνεια αυτών των υλικών αφαιρούνται εύκολα με επεξεργασία λέιζερ.
Επειδή ο καθαρισμός με λέιζερ είναι τόσο ισχυρός, είναι σημαντικό να γνωρίζετε ακριβώς πώς επηρεάζει την επιφάνειά σας.Η διαφορά μεταξύ μιας σωστά επεξεργασμένης επιφάνειας και μιας υπο- ή υπερεπεξεργασμένης επιφάνειας μπορεί να είναι εξαιρετικά δύσκολο να εκτιμηθεί.Με την τεχνολογία ποσοτικής επαλήθευσης διεργασιών τόσο ευαίσθητη και ακριβής όσο η ίδια η διαδικασία λέιζερ, οι κατασκευαστές μπορούν να είναι σίγουροι ότι οι μεταλλικές και σύνθετες επιφάνειές τους είναι πλήρως έτοιμες για συγκόλληση.
Το παρακάτω λέιζερ Fortune θα σας δώσει μια λεπτομερή εισαγωγή στους λόγους για τους οποίους επιλέγετε τον καθαρισμό με λέιζερ.
1 -Τι είναι ο καθαρισμός με λέιζερ?
Η επεξεργασία με λέιζερ είναι μια εξαιρετικά ακριβής τεχνική θερμικού καθαρισμού που λειτουργεί με την αφαίρεση (αφαίρεση) μικροσκοπικών κλασμάτων μιας επιφάνειας υλικού μέσω μιας εστιασμένης, συχνά παλμικής, δέσμης λέιζερ.Το λέιζερ ακτινοβολεί την επιφάνεια για να αφαιρέσει άτομα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διάνοιξη εξαιρετικά μικρών, βαθιών οπών μέσω πολύ σκληρών υλικών, παράγοντας λεπτές μεμβράνες ή νανοσωματίδια σε μια επιφάνεια.
Αυτή η διαδικασία καθαρισμού επιφανειών είναι τόσο αποτελεσματική λόγω της ικανότητάς της να στοχεύει τόσο μικρά στρώματα ρύπων και υπολειμμάτων.Οι επιφάνειες αλουμινίου περιέχουν οξείδια και λιπαντικά έλαια που είναι επιζήμια για την ένωση κόλλας και τα σύνθετα υλικά συχνά διατηρούν υπολειμματικές απελευθερώσεις μούχλας και άλλους ρύπους σιλικόνης που δεν μπορούν να δημιουργήσουν ισχυρούς χημικούς δεσμούς με κόλλες.
Όταν μια κόλλα εφαρμόζεται σε μια επιφάνεια με ένα από αυτά τα υπολείμματα παρόν, θα προσπαθήσει να προσκολληθεί χημικά στα έλαια και τη σιλικόνη στα πάνω μερικά μοριακά στρώματα του υλικού.Αυτοί οι δεσμοί είναι εξαιρετικά αδύναμοι και αναπόφευκτα θα αποτύχουν είτε κατά τη διάρκεια των δοκιμών απόδοσης είτε κατά τη χρήση του προϊόντος.Όταν οι αρμοί σπάνε στο σημείο όπου συναντώνται η επιφάνεια και η κόλλα ή η επίστρωση, αυτό ονομάζεται αστοχία διεπιφανείας.Η αστοχία συνοχής κατά τη διάρκεια της δοκιμής διάτμησης περιτυλίγματος είναι όταν η θραύση συμβαίνει μέσα στην ίδια την κόλλα.Αυτό είναι ενδεικτικό ενός πολύ ισχυρού δεσμού και μιας συναρμολογημένης δομής που είναι ελαστική και μεγάλης διάρκειας.
Η συνεκτική αστοχία αυτών των σύνθετων δειγμάτων που έχουν υποστεί επεξεργασία με λέιζερ δείχνει την κόλλα και στις δύο πλευρές των υλικών που συνδέονται.
Η αποτυχία της διεπαφής αυτών των σύνθετων δειγμάτων που δεν υποβλήθηκαν σε επεξεργασία δείχνει ότι η κόλλα κόλλησε μόνο στη μία από τις πλευρές και άφησε εντελώς την άλλη.
Όταν έχετε συνεκτική αποτυχία, έχετε έναν δεσμό διεπαφής που δεν αφήνετε να πάει για τίποτα.Οι επιφανειακές επεξεργασίες στοχεύουν στην τροποποίηση της επιφάνειας για την απομάκρυνση των ρύπων και τη δημιουργία ή την αποκάλυψη μιας επιφάνειας που θα μπορεί να συγχωνευτεί χημικά με την κόλλα για ανθεκτικές και αξιόπιστες κολλήσεις.
2- Πώς να γνωρίζετε εάν η επιφάνειά σας που έχει υποστεί επεξεργασία με λέιζερ είναι έτοιμη για πρόσφυση
Οι μετρήσεις γωνίας επαφής, όπως αυτές που αναφέρονται στο έγγραφο IJAA που χρησιμοποιούνται για την κατανόηση της υποβάθμισης των θεραπειών υπερωριών, είναι ένας εξαιρετικά καλός τρόπος παρακολούθησης και επαλήθευσης των διαδικασιών καθαρισμού με λέιζερ.
Μια μέτρηση γωνίας επαφής είναι ευαίσθητη στις μοριακές αλλαγές που συμβαίνουν σε μια επιφάνεια που υποβάλλεται σε επεξεργασία με λέιζερ.Η σταγόνα υγρού που τοποθετείται στην επιφάνεια θα ανέβει ή θα πέσει σε σχέση ακριβώς με την ποσότητα της μικροσκοπικής μόλυνσης στην επιφάνεια.Οι μετρήσεις γωνίας επαφής είναι ένας αδυσώπητος δείκτης πρόσφυσης και μπορούν να προσφέρουν σαφήνεια και ορατότητα στο πόσο ευθυγραμμισμένη είναι η αντοχή της επεξεργασίας με τις ανάγκες καθαρισμού των υλικών.
Οι μετρήσεις της γωνίας επαφής συσχετίζονται όμορφα με τις αλλαγές στα επίπεδα ρύπων που λαμβάνονται με μεθόδους φασματοσκοπίας.Οι περισσότερες μετρήσεις ακριβείας των ρύπων σε επιφάνειες γίνονται με εξοπλισμό που δεν είναι εφικτό να αγοράσουν οι κατασκευαστές και δεν θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε πραγματικά εξαρτήματα που κατασκευάζονται ούτως ή άλλως.
Οι μετρήσεις γωνίας επαφής μπορούν να πραγματοποιηθούν αμέσως πριν και μετά τη θεραπεία στη γραμμή παραγωγής μεεγχειρίδιοήαυτοματοποιημένα εργαλεία μέτρησης.Όπως ο καθαρισμός με λέιζερ αντικαθιστά τις απαρχαιωμένες μεθόδους προετοιμασίας επιφανειών λόγω των αναγκών αυτοματισμού της κατασκευής μεγάλου όγκου, υψηλής ακρίβειας, οι μετρήσεις γωνίας επαφής καθιστούν επίσης παρωχημένες τις υποκειμενικές και ανακριβείς δοκιμές ποιότητας επιφάνειας, όπως τα μελάνια dyne και τα τεστ θραύσης νερού.
Οι δοκιμές απόδοσης αντοχής εξετάζουν μόνο ένα δείγμα των υλικών που υποβάλλονται σε επεξεργασία, προσθέτοντας στο ποσοστό σκραπ και χωρίς να δίνουν καμία ένδειξη για το πώς να δημιουργηθεί ένας ισχυρότερος δεσμός.Οι γωνίες επαφής, όταν χρησιμοποιούνται σε μια γραμμή παραγωγής, μπορούν να υποδεικνύουν ακριβώς πού απαιτεί προσαρμογή της διαδικασίας και μπορούν να παρέχουν μια εικόνα για το τι πρέπει να τροποποιηθεί και σε ποιο βαθμό.
3- Γιατί να χρησιμοποιήσετε τον καθαρισμό με λέιζερ;
Έχουν γίνει πολλές σπουδαίες έρευνες σχετικά με τους τρόπους με τους οποίους η επιφανειακή επεξεργασία με λέιζερ βελτιώνει την πρόσφυση.Για παράδειγμα,μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο Journal of Adhesionδιερεύνησε πόσο ενισχύεται η αντοχή της άρθρωσης με τον καθαρισμό με λέιζερ σε αντίθεση με τις παραδοσιακές μεθόδους.
«Τα πειραματικά αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η επεξεργασία επιφάνειας με λέιζερ προ-προσκόλλησης βελτίωσε σημαντικά τη διατμητική αντοχή δειγμάτων αλουμινίου τροποποιημένου εποξειδικού δεσμού σε σύγκριση με μη επεξεργασμένα και ανοδιωμένα υποστρώματα.Τα καλύτερα αποτελέσματα επιτεύχθηκαν με ενέργεια λέιζερ περίπου 0,2 J/Pulse/cm2 όπου η αντοχή σε διάτμηση ενός γύρου βελτιώθηκε κατά 600-700% σε σύγκριση με εκείνη του μη επεξεργασμένου κράματος Al και κατά 40% σε σύγκριση με την προεπεξεργασία ανοδίωσης με χρωμικό οξύ.
Ο τρόπος αποτυχίας άλλαξε από συγκολλητικό σε συνεκτικό καθώς ο αριθμός των παλμών λέιζερ αυξήθηκε κατά τη διάρκεια της θεραπείας.Το τελευταίο φαινόμενο έχει συσχετιστεί με αλλαγές μορφολογίας όπως αποκαλύπτονται από την ηλεκτρονική μικροσκοπία και χημική τροποποίηση όπως υποδεικνύεται από το Auger και την υπέρυθρη φασματοσκοπία».
Ένα άλλο ενδιαφέρον αποτέλεσμα της αφαίρεσης με λέιζερ είναι η δύναμη που έχει να δημιουργήσει μια επιφάνεια που δεν υποβαθμίζεται με την πάροδο του χρόνου.
Λέιζερ Fortuneέχει κάνει εξαιρετική δουλειά εξετάζοντας πώς ο καθαρισμός με λέιζερ αλληλεπιδρά με τις επιφάνειες με μερικούς εκπληκτικούς τρόπους.Η επεξεργασία του αλουμινίου με λέιζερ δημιουργεί μικροσκοπικούς κρατήρες στην επιφάνεια που λιώνουν και σχεδόν ταυτόχρονα στερεοποιούνται σε ένα μικροκρυσταλλικό στρώμα στην επιφάνεια που είναι ακόμη πιο ανθεκτικό στη διάβρωση από το ίδιο το αλουμίνιο.
Κοιτάζοντας το παρακάτω διάγραμμα, δείχνει τη διαφορά μεταξύ της διατμητικής αντοχής ενός δεσμού που χρησιμοποιεί αλουμίνιο που έχει υποστεί επεξεργασία με λέιζερ και αλουμίνιο που έχει υποστεί χημική επεξεργασία.Με την πάροδο του χρόνου, καθώς οι επιφάνειες έχουν εκτεθεί σε ένα υγρό περιβάλλον, η ικανότητα της χημικά επεξεργασμένης επιφάνειας να συγκολλάται καλά μειώνεται σημαντικά επειδή η υγρασία αρχίζει να διαβρώνει την επιφάνεια, ενώ η επιφάνεια που έχει υποστεί επεξεργασία με λέιζερ διατηρεί την αντοχή της στη διάβρωση μετά από εβδομάδες έκθεσης.
Ώρα δημοσίευσης: Αύγ-12-2022
