Produsenter er alltid ute etter å lage produkter som er sterkere, mer holdbare og mer pålitelige, så vel som innen bil- og romfartssektoren.I denne jakten oppgraderer og erstatter de ofte materialsystemer med metalllegeringer med lavere tetthet, bedre temperatur og korrosjonsbestandighet.Dette gir produsentene et bedre fotfeste i markedet.
Egentlig er det bare halve historien.
En enda sterkere strategisk fordel er kvantifiserbar sikkerhet om et produkts styrke, holdbarhet og pålitelighet.
Å bytte ut eldre materialer med sterkere kan være en god start, men det krever også mer avanserte produksjonsprosesser som er avhengige av renere og mer effektiv overflaterengjøring for å skape sterke strukturer.Metaller som aluminiumslegeringer og avanserte materialer som karbonfiberpolymerkompositter, ofte brukt i bil- og romfartsproduksjon, krever binding for å redusere vekten – når festemidler brukes, legges vekten til strukturen – og for å skape mer pålitelige skjøter.
Tradisjonelle etterbehandlingsteknikker i aluminium inkluderer sandblåsing, avtørking av løsemidler, etterfulgt av sliping (ved å bruke en skuresvamp) eller anodisering.Liming åpner døren til mer automatiserte prosesser der tradisjonelle overflater ikke er kompatible.
Anodisering er mer vanlig i romfartsapplikasjoner der dette dyrere og strengere preparatet brukes for å møte strenge spesifikasjoner.Den iboende variasjonen til sandblåsing og manuelle sliteteknikker viser tydelig at en mer kontrollert prosess er på sin plass.
Laserrengjøring eller laserablasjon fyller dette prosessgapet som en mer presis, miljøvennlig, automatiserbar og effektiv metode for å behandle metall- og komposittoverflater for rengjøring.Forurensningstypene som finnes på overflaten av disse materialene fjernes lett ved laserbehandling.
Fordi laserrengjøring er så kraftig, er det viktig å vite nøyaktig hvordan det påvirker overflaten din.Forskjellen mellom en riktig behandlet overflate og en under- eller overbehandlet overflate kan være ekstremt vanskelig å vurdere.Med kvantitativ prosessverifiseringsteknologi som er like sensitiv og presis som selve laserprosessen, kan produsenter være trygge på at deres metall- og komposittoverflater er helt klare for liming.
Følgende Fortune-laser vil gi deg en detaljert introduksjon til årsakene til å velge laserrens.
1 -Hva er laserrensing?
Laserbehandling er en ekstremt presis, termisk renseteknikk som fungerer ved å fjerne (ablasjon) bittesmå fraksjoner av en materialoverflate gjennom en fokusert, ofte pulserende, laserstråle.Laseren bestråler overflaten for å fjerne atomer og kan brukes til å bore ekstremt små, dype hull gjennom svært harde materialer, og produsere tynne filmer eller nanopartikler på en overflate.
Denne overflaterenseprosessen er så effektiv på grunn av dens evne til å målrette mot så små lag med forurensninger og rester.Aluminiumsoverflater inneholder oksider og smøreoljer som er skadelige for limsammenføyningen, og kompositter beholder ofte gjenværende muggsopp og andre silikonforurensninger som ikke kan danne sterke kjemiske bindinger med lim.
Når et lim påføres en overflate med en av disse restene tilstede, vil den prøve å kjemisk feste seg til oljene og silikonet i de øverste molekyllagene av materialet.Disse bindingene er ekstremt svake og vil uunngåelig mislykkes enten under ytelsestester eller under bruk av produktet.Når skjøter bryter på det punktet der overflaten og limet eller belegget møtes, kalles dette en grensesnittsvikt.Kohesiv svikt under lapskjærtesting er når bruddet skjer i selve limet.Dette er et tegn på en veldig sterk binding og en sammensatt struktur som er spenstig og langvarig.
Kohesiv svikt i disse komposittprøvene som har blitt laserbehandlet viser limet på begge sider av materialene som limes.
Grenseflatesvikt på disse komposittprøvene som ikke ble behandlet viser at limet bare festet seg til en av sidene og helt slapp den andre.
Når du har en sammenhengende svikt, har du et grensesnitt som ikke gir slipp for ingenting.Overflatebehandlinger tar sikte på å modifisere overflaten for å fjerne forurensninger og skape eller avsløre en overflate som vil kunne smelte sammen med limet for holdbare og pålitelige bindinger.
2- Hvordan vite om den laserbehandlede overflaten din er klar for vedheft
Kontaktvinkelmålinger, som de som er nevnt i IJAA-papiret som brukes til å forstå nedbrytningen av behandlinger overtid, er en usedvanlig god måte å overvåke og verifisere laserrenseprosesser på.
En kontaktvinkelmåling er følsom for de molekylære endringene som skjer på en overflate som laserbehandles.Væskedråpen plassert på overflaten vil stige eller falle i nøyaktig forhold til mengden mikroskopisk forurensning på overflaten.Kontaktvinkelmålinger er en ubøyelig indikator på vedheft og kan gi klarhet og synlighet i hvor på linje styrken til behandlingen er med rengjøringsbehovene til materialene.
Kontaktvinkelmålinger korrelerer vakkert med endringene i forurensningsnivåene som fanges opp av spektroskopimetoder.De fleste presisjonsmålinger av forurensninger på overflater gjøres med utstyr som ikke er mulig for produsenter å kjøpe og som ikke kan brukes på ekte deler som faktisk produseres uansett.
Kontaktvinkelmålinger kan utføres umiddelbart før og etter behandling på produksjonslinjen medHåndbokellerautomatiserte måleverktøy.Akkurat som laserrengjøring erstatter utdaterte overflateforberedelsesmetoder på grunn av automatiseringsbehovene ved høyvolum, høypresisjonsproduksjon, gjør kontaktvinkelmålinger også subjektive og upresise overflatekvalitetstester som dyne-blekk og vannbruddstester foreldet.
Styrkeytelsestester undersøker bare et utvalg av materialene som behandles, og øker skraphastigheten og gir ingen indikasjon på hvordan man kan skape en sterkere binding.Kontaktvinkler, når de brukes gjennom en produksjonslinje, kan peke på nøyaktig hvor prosessen krever justering, og kan gi innsikt i hva som må justeres og i hvilken grad.
3– Hvorfor bruke laserrengjøring?
Det har vært mye flott forskning på hvordan laseroverflatebehandling forbedrer vedheft.For eksempel,en artikkel publisert i Journal of Adhesionutforsket hvor mye leddstyrke som forbedres ved laserrensing i motsetning til de tradisjonelle metodene.
"Eksperimentelle resultater indikerer at overflatebehandling med preadhesjonslaser forbedret skjærstyrken til modifiserte epoksybundne aluminiumsprøver betydelig sammenlignet med ubehandlede og anodiserte underlag.De beste resultatene ble oppnådd med laserenergi på ca. 0,2 J/Puls/cm2, hvor skjærstyrken ved enkelt runde ble forbedret med 600-700 % sammenlignet med den for ubehandlet Al-legering, og med 40 % sammenlignet med kromsyreanodiserende forbehandling.
Feilmodus endret seg fra adhesiv til kohesiv ettersom antall laserpulser økte under behandlingen.Det siste fenomenet har blitt korrelert med morfologiendringer som avslørt ved elektronmikroskopi, og kjemisk modifikasjon som indikert av Auger og infrarød spektroskopi."
En annen interessant effekt av laserablasjon er kraften den har til å skape en overflate som ikke brytes ned over tid.
Fortune Laserhar gjort et godt arbeid med å se på hvordan laserrengjøring samhandler med overflater på noen overraskende måter.Laserbehandling av aluminium skaper bittesmå kratere i overflaten som smelter og nesten samtidig størkner til et mikrokrystallinsk lag på overflaten som er enda mer korrosjonsbestandig enn selve aluminiumet.
Når du ser på diagrammet nedenfor, viser det forskjellen mellom skjærstyrken til en binding som bruker aluminium som er laserbehandlet og aluminium som er kjemisk behandlet.Over tid, ettersom overflatene har blitt utsatt for et fuktig miljø, reduseres evnen til den kjemisk behandlede overflaten til å binde seg godt betydelig fordi fuktigheten begynner å korrodere overflaten, mens den laserbehandlede overflaten beholder sin korrosjonsmotstand etter uker med eksponering.
Innleggstid: 12. august 2022
