יצרנים תמיד מחפשים לייצר מוצרים חזקים יותר, עמידים יותר ואמינים יותר, כמו גם בתחום הרכב והחלל.במרדף זה, הם משדרגים ומחליפים לעתים קרובות מערכות חומרים עם סגסוגות מתכת בצפיפות נמוכה יותר, טמפרטורה טובה יותר ועמידות בפני קורוזיה.זה נותן ליצרנים דריסת רגל טובה יותר בשוק.
למעשה, זה רק חצי מהסיפור.
יתרון אסטרטגי חזק עוד יותר הוא ודאות ניתנת לכימות לגבי חוזק המוצר, העמידות והאמינות.
החלפת חומרים ישנים בחזקים יותר יכולה להיות התחלה טובה, אבל זה גם דורש תהליכי ייצור מתקדמים יותר המסתמכים על ניקוי משטח נקי ויעיל יותר כדי ליצור מבנים חזקים.מתכות כגון סגסוגות אלומיניום וחומרים מתקדמים כגון פולימר מרוכבים של סיבי פחמן, המשמשים לעתים קרובות בייצור רכב וחלל, דורשות הדבקה כדי להפחית משקל - כאשר משתמשים במחברים, מוסיפים משקל למבנה - וכדי ליצור חיבורים אמינים יותר.
טכניקות גימור אלומיניום מסורתיות כוללות התזת חול, ניגוב ממס, ולאחר מכן שחיקה (באמצעות כרית קרצוף) או אילגון.הדבקת דבק פותחת את הדלת לתהליכים אוטומטיים יותר שגימורים מסורתיים אינם תואמים להם.
אילגון נפוץ יותר ביישומי תעופה וחלל שבהם נעשה שימוש בהכנה היקרה והמחמירה יותר כדי לעמוד במפרטים מחמירים.השונות המובנית של טכניקות התזת חול ושחיקה ידנית מראה בבירור כי יש צורך בתהליך מבוקר יותר.
ניקוי בלייזר או אבלציה בלייזר ממלאים את פער התהליך הזה כשיטה מדויקת יותר, ידידותית לסביבה, אוטומטית ויעילה לטיפול במשטחי מתכת ומרוכבים לניקוי.סוגי הזיהום המצויים על פני החומרים הללו מוסרים בקלות על ידי עיבוד לייזר.
מכיוון שניקוי לייזר הוא כל כך חזק, חיוני לדעת בדיוק כיצד הוא משפיע על המשטח שלך.ההבדל בין משטח מטופל כהלכה לבין משטח שמטופל יתר על המידה יכול להיות קשה מאוד להעריך.עם טכנולוגיית אימות תהליכים כמותית רגישה ומדויקת כמו תהליך הלייזר עצמו, היצרנים יכולים להיות בטוחים שמשטחי המתכת והמשטחים המרוכבים שלהם מוכנים לחלוטין להדבקה.
הלייזר הבא של Fortune ייתן לכם היכרות מפורטת עם הסיבות לבחירה בניקוי לייזר.
1 –מהו ניקוי בלייזר?
טיפול בלייזר הוא טכניקת ניקוי תרמי מדויקת במיוחד הפועלת על ידי הסרת (אבלציה) חלקים זעירים של משטח חומר באמצעות קרן לייזר ממוקדת, לעתים קרובות פועמת.הלייזר מקרין את פני השטח כדי להסיר אטומים וניתן להשתמש בו לקידוח חורים קטנים ועמוקים ביותר דרך חומרים קשים מאוד, לייצור סרטים דקים או ננו-חלקיקים על משטח.
תהליך ניקוי משטח זה כל כך יעיל בגלל יכולתו למקד שכבות קטנות כל כך של מזהמים ושאריות.משטחי אלומיניום מכילים תחמוצות ושמני סיכה שמזיקים לחיבור הדבק, וחומרים מרוכבים שומרים לעתים קרובות על שחרורי עובש ומזהמי סיליקון אחרים שאינם יכולים ליצור קשרים כימיים חזקים עם דבקים.
כאשר דבק מורחים על משטח עם אחד מהשאריות הללו, הוא ינסה להיצמד כימית לשמנים ולסיליקון בחלק מהשכבות המולקולריות העליונות של החומר.קשרים אלו חלשים ביותר וייכשלו בהכרח גם במהלך מבחני ביצועים או במהלך השימוש במוצר.כאשר מפרקים נשברים בנקודה שבה המשטח והדבק או הציפוי נפגשים, זה נקרא כשל ממשק.כשל הלכידות במהלך בדיקת גזירה הוא כאשר השבירה מתרחשת בתוך הדבק עצמו.זה מעיד על קשר חזק מאוד ומבנה מורכב שהוא גמיש ועמיד לאורך זמן.
כשל מלוכד של דגימות מרוכבות אלו שעברו טיפול בלייזר מראה את הדבק משני צידי החומרים המלוכדים.
כשל ממשק של דגימות מרוכבות אלו שלא טופלו מראה שהדבק נדבק רק לאחד הצדדים והשתחרר לחלוטין מהצד השני.
כשיש לך כישלון מלוכד, יש לך קשר ממשק שאינו מרפה לחינם.טיפולי פני השטח מטרתם לשנות את פני השטח כדי להסיר מזהמים וליצור או לחשוף משטח שיוכל להתמזג כימית עם הדבק לקבלת קשרים עמידים ואמינים.
2- כיצד לדעת אם המשטח שעבר טיפול בלייזר מוכן להדבקה
מדידות זווית מגע, כמו אלו המוזכרות בנייר IJAA המשמשות להבנת השפלה של טיפולים שעות נוספות, הן דרך טובה במיוחד לניטור ואימות תהליכי ניקוי בלייזר.
מדידת זווית מגע רגישה לשינויים המולקולריים המתרחשים על משטח המטופל בלייזר.טיפת הנוזל המונחת על פני השטח תעלה או תרד ביחס מדויק לכמות הזיהום המיקרוסקופי על פני השטח.מדידות זווית מגע הן אינדיקטור בלתי פוסק להידבקות ויכולות להציע בהירות ונראות עד כמה חוזק הטיפול מתאים לצרכי הניקוי של החומרים.
מדידות זווית מגע תואמות בצורה יפה את השינויים ברמות המזהמים שנקלטו בשיטות ספקטרוסקופיה.רוב המדידות המדויקות של מזהמים על משטחים נעשות עם ציוד שלא ניתן ליצרנים לרכוש וממילא לא ניתן היה להשתמש בו בחלקים אמיתיים המיוצרים בפועל.
ניתן לבצע מדידות זווית מגע מיד לפני ואחרי הטיפול בקו הייצור עםמדריך לאוֹכלי מדידה אוטומטיים.בדיוק כפי שניקוי לייזר מחליף שיטות הכנת משטח מיושנות בשל צרכי האוטומציה של ייצור בנפח גבוה ובדיוק גבוה, מדידות זווית המגע הופכות גם בדיקות איכות משטח סובייקטיביות ולא מדויקות כמו דיו דיו ובדיקות שבירת מים למיושנות.
מבחני ביצועי חוזק בודקים רק מדגם של החומרים המעובדים, מוסיפים לשיעור הגרוטאות ואינם נותנים שום אינדיקציה כיצד ליצור קשר חזק יותר.זוויות מגע, כשהן מופעלות לאורך קו הייצור יכולות להצביע בדיוק על המקום שבו התהליך דורש התאמה, ויכולות לספק תובנה לגבי מה צריך לצבוט ובאיזו מידה.
3- למה להשתמש בניקוי בלייזר?
היו הרבה מחקרים מעולים על הדרכים שבהן טיפול משטחי לייזר משפר את ההידבקות.לדוגמה,מאמר שפורסם ב-Journal of Adhesionבדק עד כמה חוזק המפרק מוגבר על ידי ניקוי לייזר בניגוד לשיטות המסורתיות.
"תוצאות ניסוי מצביעות על כך שטיפול משטח לייזר קדם-הידבקות שיפר משמעותית את חוזק הגזירה של דגימות אלומיניום מלוכדות אפוקסי בהשוואה למצעים לא מטופלים ואנודיז.התוצאות הטובות ביותר התקבלו עם אנרגיית לייזר של כ-0.2 J/Pulse/cm2, כאשר חוזק הגזירה בסיבוב בודד השתפר ב-600-700% בהשוואה לזה של סגסוגת Al לא מטופלת, וב-40% בהשוואה לטיפול מקדים לאלגון חומצה כרומית.
אופן הכשל השתנה מדבק למלוכד ככל שמספר פולסי הלייזר גדל במהלך הטיפול.התופעה האחרונה נמצאה בקורלציה עם שינויים מורפולוגיים כפי שהתגלו על ידי מיקרוסקופיה אלקטרונית, ושינוי כימי כפי שצוין על ידי אוגר וספקטרוסקופיה אינפרא אדום.
אפקט מעניין נוסף של אבלציה בלייזר הוא הכוח שיש לו ליצור משטח שאינו מתכלה לאורך זמן.
Fortune Laserעשה עבודה נהדרת בבדיקת האופן שבו ניקוי לייזר יוצר אינטראקציה עם משטחים בדרכים מפתיעות.טיפול בלייזר באלומיניום יוצר מכתשים זעירים במשטח הנמסים ומתמצקים כמעט בו זמנית לשכבה מיקרו-גבישית על פני השטח שעמידה בפני קורוזיה אפילו יותר מהאלומיניום עצמו.
בהסתכלות על התרשים שלהלן, הוא מראה את ההבדל בין חוזק הגזירה של קשר באמצעות אלומיניום שעבר טיפול בלייזר לבין אלומיניום שעבר טיפול כימי.עם הזמן, ככל שהמשטחים נחשפו לסביבה לחה, יכולתו של המשטח שעבר טיפול כימי להיקשר היטב יורדת באופן משמעותי מכיוון שהלחות מתחילה לשחית את פני השטח, בעוד שהמשטח שטופל בלייזר שומר על עמידותו בפני קורוזיה לאחר שבועות של חשיפה.
זמן פרסום: 12 באוגוסט 2022
