Ražotāji vienmēr meklē produktus, kas ir izturīgāki, izturīgāki un uzticamāki, kā arī automobiļu un kosmosa nozarē.Šajā nolūkā viņi bieži uzlabo un aizstāj materiālu sistēmas ar zemāka blīvuma, labākas temperatūras un korozijas izturības metālu sakausējumiem.Tas ražotājiem nodrošina labāku stabilitāti tirgū.
Patiesībā tā ir tikai puse no stāsta.
Vēl spēcīgāka stratēģiskā priekšrocība ir kvantitatīvi nosakāma pārliecība par produkta izturību, izturību un uzticamību.
Vecāku materiālu nomaiņa pret spēcīgākiem var būt labs sākums, taču tam ir nepieciešami arī progresīvāki ražošanas procesi, kuru pamatā ir tīrāka un efektīvāka virsmas tīrīšana, lai izveidotu spēcīgas struktūras.Metāliem, piemēram, alumīnija sakausējumiem un progresīviem materiāliem, piemēram, oglekļa šķiedru polimēru kompozītmateriāliem, ko bieži izmanto automobiļu un kosmosa ražošanā, ir nepieciešama līmēšana, lai samazinātu svaru — ja tiek izmantoti stiprinājumi, konstrukcijai tiek pievienots svars — un lai izveidotu uzticamākus savienojumus.
Tradicionālās alumīnija apdares metodes ietver smilšu strūklu, slaucīšanu ar šķīdinātāju, kam seko slīpēšana (izmantojot beršanas spilventiņu) vai anodēšanu.Līmējošā līmēšana paver durvis automatizētākiem procesiem, kuriem tradicionālā apdare nav saderīga.
Anodēšana ir biežāka kosmosa lietojumos, kur šī dārgākā un stingrāka sagatavošana tiek izmantota, lai nodrošinātu atbilstību stingrām specifikācijām.Smilšu strūklas un manuālās abrazīvās tehnikas raksturīgā mainīgums skaidri parāda, ka ir nepieciešams kontrolētāks process.
Lāzera tīrīšana jeb lāzerablācija aizpilda šo procesa robu kā precīzāka, videi draudzīgāka, automatizējama un efektīvāka metode metāla un kompozītmateriālu virsmu tīrīšanai.Uz šo materiālu virsmas konstatētie piesārņojuma veidi ir viegli noņemami ar lāzerapstrādi.
Tā kā lāzera tīrīšana ir tik spēcīga, ir ļoti svarīgi precīzi zināt, kā tā ietekmē jūsu virsmu.Var būt ārkārtīgi grūti novērtēt atšķirību starp pareizi apstrādātu virsmu un nepietiekami vai pārāk apstrādātu virsmu.Izmantojot kvantitatīvās procesa pārbaudes tehnoloģiju, kas ir tikpat jutīga un precīza kā pats lāzerprocess, ražotāji var būt pārliecināti, ka viņu metāla un kompozītmateriālu virsmas ir pilnībā gatavas savienošanai.
Šis Fortune lāzers sniegs jums detalizētu ievadu par lāzertīrīšanas izvēles iemesliem.
1 –Kas ir lāzera tīrīšana?
Lāzera apstrāde ir ārkārtīgi precīza termiskās tīrīšanas tehnika, kas darbojas, noņemot (ablējot) nelielas materiāla virsmas daļiņas, izmantojot fokusētu, bieži impulsu lāzera staru.Lāzers apstaro virsmu, lai noņemtu atomus, un to var izmantot ļoti mazu, dziļu caurumu urbšanai caur ļoti cietiem materiāliem, veidojot plānas plēves vai nanodaļiņas uz virsmas.
Šis virsmas tīrīšanas process ir tik efektīvs, jo tas spēj novērst tik mazus piesārņotāju un atlikumu slāņus.Alumīnija virsmas satur oksīdus un smēreļļas, kas kaitē līmes savienojumam, un kompozītmateriāli bieži saglabā atlikušās pelējuma izdalīšanos un citus silikona piesārņotājus, kas nevar veidot spēcīgas ķīmiskās saites ar līmēm.
Kad līmi uzklāj uz virsmas, kurā ir kāds no šiem atlikumiem, tā mēģinās ķīmiski pielipt eļļām un silikonam materiāla augšējos molekulārajos slāņos.Šīs saites ir ārkārtīgi vājas un neizbēgami neizdosies veiktspējas testu vai produkta lietošanas laikā.Ja savienojumi plīst vietā, kur saskaras virsma un līme vai pārklājums, to sauc par saskarnes bojājumu.Kohēzijas kļūme klēpja bīdes testēšanas laikā ir tad, kad pārrāvums notiek pašā līmjavā.Tas liecina par ļoti spēcīgu saikni un saliktu struktūru, kas ir elastīga un ilgstoša.
Šo kompozītmateriālu, kas ir apstrādāti ar lāzeru, kohēzijas bojājums parāda adhezīvu abās salīmējamo materiālu pusēs.
Šo neapstrādāto salikto paraugu saskarnes defekts liecina, ka līmjava tikai pielipa vienai no pusēm un pilnībā atlaidās no otras puses.
Ja jums ir vienota neveiksme, jums ir saskarnes saikne, kas neļauj pazust par velti.Virsmas apstrādes mērķis ir pārveidot virsmu, lai noņemtu piesārņotājus un izveidotu vai atklātu virsmu, kas spēs ķīmiski saplūst ar līmi, lai nodrošinātu izturīgu un uzticamu savienojumu.
2- Kā uzzināt, vai jūsu ar lāzeru apstrādātā virsma ir gatava adhēzijai
Kontakta leņķa mērījumi, piemēram, tie, kas minēti IJAA dokumentā, ko izmanto, lai izprastu virsstundu apstrādes pasliktināšanos, ir ārkārtīgi labs veids, kā uzraudzīt un pārbaudīt lāzera tīrīšanas procesus.
Kontakta leņķa mērījums ir jutīgs pret molekulārām izmaiņām, kas notiek uz virsmas, kas tiek apstrādāta ar lāzeru.Šķidruma piliens, kas novietots uz virsmas, pacelsies vai samazināsies tieši saistībā ar mikroskopiskā piesārņojuma daudzumu uz virsmas.Saskares leņķa mērījumi ir nerimstošs adhēzijas rādītājs, un tie var sniegt skaidrību un redzamību, kā apstrādes stiprums ir saskaņots ar materiālu tīrīšanas vajadzībām.
Kontakta leņķa mērījumi lieliski korelē ar piesārņotāju līmeņa izmaiņām, kas iegūtas ar spektroskopijas metodēm.Lielākā daļa precīzu virsmu piesārņotāju mērījumu tiek veikti ar aprīkojumu, kuru ražotāji nevar iegādāties un ko nevar izmantot reālām detaļām, kuras faktiski tiek ražotas.
Kontaktleņķa mērījumus var veikt tieši pirms un pēc apstrādes uz ražošanas līnijas arrokasgrāmatavaiautomatizēti mērīšanas rīki.Tāpat kā lāzera tīrīšana aizstāj novecojušas virsmas sagatavošanas metodes liela apjoma, augstas precizitātes ražošanas automatizācijas vajadzībām, kontaktleņķa mērījumi arī padara subjektīvus un neprecīzus virsmas kvalitātes testus, piemēram, dyne tintes un ūdens pārtraukuma testus, novecojušus.
Stiprības veiktspējas testos pārbauda tikai apstrādājamo materiālu paraugus, palielinot lūžņu daudzumu un nesniedzot nekādas norādes par to, kā izveidot spēcīgāku saiti.Saskares leņķi, ja tie tiek izmantoti visā ražošanas līnijā, var precīzi norādīt, kur process ir jāpielāgo, un var sniegt ieskatu par to, kas ir jāpielāgo un cik lielā mērā.
3- Kāpēc izmantot lāzertīrīšanu?
Ir veikti daudzi lieliski pētījumi par to, kā lāzera virsmas apstrāde uzlabo adhēziju.Piemēram,rakstā, kas publicēts žurnālā Journal of Adhesionpētīja, cik daudz locītavu izturību uzlabo lāzera tīrīšana pretstatā tradicionālajām metodēm.
"Eksperimentālie rezultāti liecina, ka iepriekšējas adhēzijas lāzera virsmas apstrāde ievērojami uzlaboja modificēto epoksīda savienojumu alumīnija paraugu bīdes izturību salīdzinājumā ar neapstrādātiem un anodētiem substrātiem.Vislabākie rezultāti tika iegūti ar lāzera enerģiju aptuveni 0,2 J/impulss/cm2, kur viena loka bīdes izturība tika uzlabota par 600–700%, salīdzinot ar neapstrādātu Al sakausējumu, un par 40%, salīdzinot ar hromskābes anodēšanas pirmapstrādi.
Neveiksmes veids mainījās no līmējoša uz kohēzīvu, jo ārstēšanas laikā palielinājās lāzera impulsu skaits.Pēdējā parādība ir saistīta ar morfoloģijas izmaiņām, ko atklāj elektronu mikroskopija, un ķīmisko modifikāciju, kā norādīts Augera un infrasarkanajā spektroskopijā.
Vēl viens interesants lāzera ablācijas efekts ir spēja radīt virsmu, kas laika gaitā nepasliktinās.
Fortune lāzersir paveicis lielisku darbu, pētot, kā lāzera tīrīšana pārsteidzošos veidos mijiedarbojas ar virsmām.Alumīnija apstrāde ar lāzeru virsmā rada sīkus krāterus, kas kūst un gandrīz vienlaikus sacietē uz virsmas mikrokristāliskā slānī, kas ir pat izturīgāks pret koroziju nekā pats alumīnijs.
Aplūkojot tālāk redzamo diagrammu, tā parāda atšķirību starp savienojuma bīdes izturību, izmantojot alumīniju, kas apstrādāts ar lāzeru, un alumīnija, kas ir ķīmiski apstrādāts.Laika gaitā, virsmām nonākot mitrā vidē, ķīmiski apstrādātās virsmas spēja labi sasaistīties ievērojami samazinās, jo mitrums sāk korozēt virsmu, savukārt lāzera apstrādātā virsma pēc nedēļu ilgas iedarbības saglabā savu izturību pret koroziju.
Publicēšanas laiks: 12. augusts 2022
