Producătorii caută mereu să realizeze produse mai puternice, mai durabile și mai fiabile, precum și în sectoarele auto și aerospațial.În această activitate, ei modernizează și înlocuiesc frecvent sistemele de materiale cu aliaje metalice cu densitate mai mică, temperatură mai bună și rezistență la coroziune.Acest lucru oferă producătorilor o poziție mai bună pe piață.
De fapt, asta e doar jumătate din poveste.
Un avantaj strategic și mai puternic este certitudinea cuantificabilă cu privire la rezistența, durabilitatea și fiabilitatea unui produs.
Schimbarea materialelor mai vechi cu altele mai puternice poate fi un început bun, dar necesită și procese de fabricație mai avansate, care se bazează pe o curățare mai curată și mai eficientă a suprafețelor pentru a crea structuri puternice.Metalele, cum ar fi aliajele de aluminiu și materialele avansate, cum ar fi compozitele polimerice din fibră de carbon, adesea utilizate în producția de automobile și aerospațială, necesită lipire pentru a reduce greutatea - atunci când sunt utilizate elemente de fixare, greutatea este adăugată structurii - și pentru a crea îmbinări mai fiabile.
Tehnicile tradiționale de finisare a aluminiului includ sablare, ștergere cu solvent, urmată de șlefuire (folosind un tampon de curățat) sau anodizare.Lipirea cu adeziv deschide ușa către procese mai automatizate pentru care finisajele tradiționale nu sunt compatibile.
Anodizarea este mai frecventă în aplicațiile aerospațiale, unde acest preparat mai scump și mai strict este utilizat pentru a îndeplini specificațiile stricte.Variabilitatea inerentă a tehnicilor de sablare și abraziune manuală arată în mod clar că un proces mai controlat este necesar.
Curățarea cu laser sau ablația cu laser umple acest gol în proces ca o metodă mai precisă, ecologică, automatabilă și eficientă de tratare a suprafețelor metalice și compozite pentru curățare.Tipurile de contaminare găsite pe suprafața acestor materiale sunt ușor de îndepărtat prin prelucrare cu laser.
Deoarece curățarea cu laser este atât de puternică, este esențial să știți exact cum vă afectează suprafața.Diferența dintre o suprafață tratată corespunzător și o suprafață sub sau supratratată poate fi extrem de dificil de evaluat.Cu tehnologia de verificare cantitativă a procesului la fel de sensibilă și precisă precum procesul laser în sine, producătorii pot fi siguri că suprafețele lor metalice și compozite sunt complet pregătite pentru lipire.
Următorul laser Fortune vă va oferi o introducere detaliată a motivelor pentru care alegeți curățarea cu laser.
1 –Ce este curățarea cu laser?
Tratamentul cu laser este o tehnică de curățare termică extrem de precisă, care funcționează prin îndepărtarea (ablația) fracțiilor mici ale suprafeței unui material printr-un fascicul laser focalizat, adesea pulsat.Laserul iradiază suprafața pentru a îndepărta atomii și poate fi folosit pentru a găuri găuri extrem de mici și adânci prin materiale foarte dure, producând filme subțiri sau nanoparticule pe o suprafață.
Acest proces de curățare a suprafețelor este atât de eficient datorită capacității sale de a viza straturi atât de mici de contaminanți și reziduuri.Suprafețele din aluminiu conțin oxizi și uleiuri lubrifiante care sunt dăunătoare îmbinării adezivului, iar compozitele rețin adesea eliberarea reziduală de mucegai și alți contaminanți de silicon care nu pot forma legături chimice puternice cu adezivii.
Când un adeziv este aplicat pe o suprafață cu unul dintre aceste reziduuri prezent, acesta va încerca să adere chimic la uleiurile și siliconul din cele câteva straturi moleculare superioare ale materialului.Aceste legături sunt extrem de slabe și vor eșua inevitabil fie în timpul testelor de performanță, fie în timpul utilizării produsului.Când îmbinările se rup în punctul în care suprafața și adezivul sau acoperirea se întâlnesc, aceasta se numește defecțiune interfacială.Eșecul coeziunii în timpul testării la forfecare în strat este atunci când ruperea are loc în interiorul adezivului însuși.Acest lucru indică o legătură foarte puternică și o structură asamblată care este rezistentă și de lungă durată.
Eșecul coeziv al acestor probe compozite care au fost tratate cu laser arată adezivul de pe ambele părți ale materialelor care sunt lipite.
Defecțiunea interfață a acestor probe compozite care nu au fost tratate arată că adezivul s-a lipit doar de una dintre laturi și a lăsat-o complet pe cealaltă.
Când ai eșec coeziv, ai o legătură interfacială care nu se lasă degeaba.Tratamentele de suprafață vizează modificarea suprafeței pentru a îndepărta contaminanții și pentru a crea sau a dezvălui o suprafață care va fi capabilă să fuzioneze chimic cu adezivul pentru legături durabile și fiabile.
2- Cum să știți dacă suprafața dumneavoastră tratată cu laser este gata pentru aderență
Măsurătorile unghiului de contact, precum cele menționate în lucrarea IJAA, folosite pentru a înțelege degradarea tratamentelor peste timp, sunt o modalitate excepțional de bună de monitorizare și verificare a proceselor de curățare cu laser.
O măsurare a unghiului de contact este sensibilă la modificările moleculare care au loc pe o suprafață care este tratată cu laser.Picătura de lichid plasată pe suprafață va crește sau va scădea în raport exact cu cantitatea de contaminare microscopică de pe suprafață.Măsurătorile unghiului de contact sunt un indicator neobosit al aderenței și pot oferi claritate și vizibilitate asupra cât de aliniată este rezistența tratamentului cu nevoile de curățare ale materialelor.
Măsurătorile unghiului de contact se corelează frumos cu modificările nivelurilor de contaminanți detectate de metodele de spectroscopie.Majoritatea măsurătorilor de precizie ale contaminanților de pe suprafețe sunt efectuate cu echipamente care nu sunt fezabile pentru producători să le achiziționeze și oricum nu ar putea fi utilizate pe piesele reale care sunt fabricate efectiv.
Măsurătorile unghiului de contact pot fi efectuate imediat înainte și după tratament pe linia de producție cumanualsauinstrumente automate de măsurare.Așa cum curățarea cu laser înlocuiește metodele depășite de pregătire a suprafețelor din cauza nevoilor de automatizare ale producției de mare precizie și volum mare, măsurătorile unghiului de contact fac, de asemenea, ca testele subiective și imprecise de calitate a suprafeței, cum ar fi cernelurile din dyne și testele de rupere a apei, să fie depășite.
Testele de performanță de rezistență examinează doar o mostră din materialele care sunt prelucrate, adăugând la rata deșeurilor și nu oferă nicio indicație despre cum să creați o legătură mai puternică.Unghiurile de contact, atunci când sunt utilizate pe o linie de producție, pot indica exact unde procesul necesită ajustare și pot oferi o perspectivă asupra a ceea ce trebuie ajustat și în ce măsură.
3- De ce să folosiți curățarea cu laser?
Au existat o mulțime de cercetări grozave cu privire la modurile în care tratamentul suprafeței cu laser îmbunătățește aderența.De exemplu,o lucrare publicată în Journal of Adhesiona explorat cât de mult rezistența articulațiilor este îmbunătățită prin curățarea cu laser, spre deosebire de metodele tradiționale.
„Rezultatele experimentale indică faptul că tratamentul suprafeței cu laser de preaderență a îmbunătățit semnificativ rezistența la forfecare a specimenelor de aluminiu lipit epoxidic modificat, comparativ cu substraturile netratate și anodizate.Cele mai bune rezultate s-au obținut cu o energie laser de aproximativ 0,2 J/Impuls/cm2, unde rezistența la forfecare cu o singură punere la forfecare a fost îmbunătățită cu 600-700% în comparație cu cea a aliajului de Al netratat și cu 40% în comparație cu pretratarea de anodizare cu acid cromic.
Modul de defectare s-a schimbat de la adeziv la coeziv pe măsură ce numărul de impulsuri laser a crescut în timpul tratamentului.Cel din urmă fenomen a fost corelat cu modificările morfologice relevate de microscopia electronică și cu modificările chimice indicate de Auger și spectroscopia în infraroșu.
Un alt efect interesant al ablației cu laser este puterea pe care o are de a crea o suprafață care să nu se degradeze în timp.
Fortune Lasera făcut o muncă grozavă analizând modul în care curățarea cu laser interacționează cu suprafețele în moduri surprinzătoare.Tratamentul cu laser al aluminiului creează cratere minuscule pe suprafață care se topesc și aproape simultan se solidifică într-un strat microcristalin pe suprafață, care este chiar mai rezistent la coroziune decât aluminiul în sine.
Privind graficul de mai jos, arată diferența dintre rezistența la forfecare a unei legături folosind aluminiu care a fost tratat cu laser și aluminiu care a fost tratat chimic.De-a lungul timpului, pe măsură ce suprafețele au fost expuse la un mediu umed, capacitatea suprafeței tratate chimic de a se lipi bine scade semnificativ deoarece umiditatea începe să corodeze suprafața, în timp ce suprafața tratată cu laser își păstrează rezistența la coroziune după săptămâni de expunere.
Ora postării: 12-aug-2022
