Výrobcovia sa vždy snažia vyrábať produkty, ktoré sú pevnejšie, odolnejšie a spoľahlivejšie, ako aj v automobilovom a leteckom sektore.V tomto úsilí často modernizujú a nahrádzajú materiálové systémy s nižšou hustotou, lepšou teplotnou a koróznou odolnosťou kovových zliatin.To dáva výrobcom lepšiu pozíciu na trhu.
V skutočnosti je to len polovica príbehu.
Ešte silnejšou strategickou výhodou je kvantifikovateľná istota o sile, životnosti a spoľahlivosti produktu.
Výmena starších materiálov za silnejšie môže byť dobrým začiatkom, vyžaduje si to však aj pokročilejšie výrobné procesy, ktoré sa spoliehajú na čistejšie a efektívnejšie čistenie povrchu na vytvorenie pevných štruktúr.Kovy, ako sú hliníkové zliatiny a pokročilé materiály, ako sú polymérne kompozity s uhlíkovými vláknami, ktoré sa často používajú v automobilovom a leteckom priemysle, vyžadujú spojenie, aby sa znížila hmotnosť – keď sa použijú upevňovacie prvky, hmotnosť sa pridá ku konštrukcii – a aby sa vytvorili spoľahlivejšie spoje.
Tradičné techniky povrchovej úpravy hliníka zahŕňajú pieskovanie, utieranie rozpúšťadlom, po ktorom nasleduje brúsenie (pomocou drôtenky) alebo eloxovanie.Lepenie otvára dvere k automatizovanejším procesom, pre ktoré nie sú tradičné povrchové úpravy kompatibilné.
Eloxovanie je bežnejšie v leteckých aplikáciách, kde sa tento drahší a prísnejší prípravok používa na splnenie prísnych špecifikácií.Inherentná variabilita techník pieskovania a ručného obrusovania jasne ukazuje, že je potrebný viac kontrolovaný proces.
Laserové čistenie alebo laserová ablácia vypĺňa túto medzeru v procese ako presnejšia, ekologickejšia, automatizovaná a efektívnejšia metóda úpravy kovových a kompozitných povrchov na čistenie.Typy kontaminácie nachádzajúce sa na povrchu týchto materiálov sa dajú ľahko odstrániť laserovým spracovaním.
Pretože laserové čistenie je také silné, je dôležité presne vedieť, ako to ovplyvňuje váš povrch.Rozdiel medzi správne ošetreným povrchom a nedostatočne alebo nadmerne ošetreným povrchom môže byť mimoriadne ťažké posúdiť.Vďaka technológii kvantitatívneho overovania procesov, ktorá je citlivá a presná ako samotný laserový proces, si môžu byť výrobcovia istí, že ich kovové a kompozitné povrchy sú plne pripravené na lepenie.
Nasledujúci Fortune laser vám podrobne predstaví dôvody, prečo si vybrať laserové čistenie.
1 –Čo je laserové čistenie?
Ošetrenie laserom je mimoriadne presná technika tepelného čistenia, ktorá funguje tak, že sa odstraňujú (ablácia) nepatrné časti povrchu materiálu pomocou zaostreného, často pulzného laserového lúča.Laser ožaruje povrch na odstránenie atómov a možno ho použiť na vŕtanie extrémne malých, hlbokých otvorov cez veľmi tvrdé materiály, čím sa na povrchu vytvárajú tenké filmy alebo nanočastice.
Tento proces čistenia povrchu je taký účinný, pretože je schopný zamerať sa na také malé vrstvy nečistôt a zvyškov.Hliníkové povrchy obsahujú oxidy a mazacie oleje, ktoré sú škodlivé pre adhézne spájanie a kompozity často zadržiavajú zvyšky uvoľnených foriem a iné silikónové nečistoty, ktoré nedokážu vytvoriť silné chemické väzby s lepidlami.
Keď sa lepidlo nanesie na povrch s jedným z týchto zvyškov, pokúsi sa chemicky priľnúť k olejom a silikónu v niekoľkých horných molekulárnych vrstvách materiálu.Tieto väzby sú extrémne slabé a nevyhnutne zlyhajú buď počas výkonnostných testov alebo počas používania produktu.Keď sa spoje zlomia v mieste, kde sa stretáva povrch a lepidlo alebo náter, nazýva sa to porucha rozhrania.Zlyhanie súdržnosti počas testovania v šmyku nastane, keď dôjde k pretrhnutiu v samotnom lepidle.To svedčí o veľmi silnom spojení a zostavenej štruktúre, ktorá je pružná a má dlhú životnosť.
Porušenie súdržnosti týchto kompozitných vzoriek, ktoré boli ošetrené laserom, ukazuje lepidlo na oboch stranách spájaných materiálov.
Zlyhanie rozhrania týchto kompozitných vzoriek, ktoré neboli ošetrené, ukazuje, že lepidlo sa prilepilo iba na jednu stranu a druhú úplne uvoľnilo.
Keď dôjde k zlyhaniu súdržnosti, máte medzifázové puto, ktoré nepustí len tak za nič.Povrchové úpravy sa zameriavajú na úpravu povrchu, aby sa odstránili nečistoty a vytvorili alebo odhalili povrch, ktorý bude schopný chemicky sa spojiť s lepidlom, čím sa dosiahne trvanlivé a spoľahlivé spojenie.
2- Ako zistiť, či je váš laserom ošetrený povrch pripravený na priľnutie
Merania kontaktného uhla, ako sú tie, ktoré sú uvedené v dokumente IJAA, ktorý sa používa na pochopenie degradácie ošetrení v priebehu času, sú mimoriadne dobrým spôsobom monitorovania a overovania procesov čistenia laserom.
Meranie kontaktného uhla je citlivé na molekulárne zmeny, ktoré sa vyskytujú na povrchu ošetrovanom laserom.Kvapka kvapaliny umiestnená na povrchu bude stúpať alebo klesať presne v závislosti od množstva mikroskopickej kontaminácie na povrchu.Merania kontaktného uhla sú neúprosným indikátorom priľnavosti a môžu poskytnúť jasnosť a prehľad o tom, ako je sila úpravy v súlade s potrebami čistenia materiálov.
Merania kontaktného uhla krásne korelujú so zmenami hladín kontaminantov zachytených spektroskopickými metódami.Väčšina presných meraní kontaminantov na povrchoch sa vykonáva pomocou zariadenia, ktoré si výrobcovia nemôžu kúpiť a ani tak ho nemožno použiť na skutočne vyrábané diely.
Meranie kontaktného uhla je možné vykonať bezprostredne pred a po spracovaní na výrobnej linkeManuálnyaleboautomatizované meracie nástroje.Rovnako ako laserové čistenie nahrádza zastarané metódy prípravy povrchu kvôli automatizačným potrebám veľkoobjemovej a presnej výroby, merania kontaktného uhla tiež spôsobujú, že subjektívne a nepresné testy kvality povrchu, ako sú dyne atramenty a testy na rozbitie vodou, sú zastarané.
Pevnostné testy skúmajú iba vzorku spracovávaných materiálov, zvyšujú mieru zmetkovitosti a neposkytujú žiadne náznaky, ako vytvoriť pevnejšie spojenie.Kontaktné uhly, ak sú použité v celej výrobnej linke, môžu ukazovať presne tam, kde proces vyžaduje dolaďovanie, a môžu poskytnúť prehľad o tom, čo je potrebné vyladiť a do akej miery.
3- Prečo používať laserové čistenie?
Uskutočnilo sa množstvo skvelých výskumov o tom, ako laserová povrchová úprava zlepšuje priľnavosť.napr.článok publikovaný v Journal of Adhesionskúmali, do akej miery sa pevnosť spoja zvýši čistením laserom v porovnaní s tradičnými metódami.
„Experimentálne výsledky naznačujú, že povrchová úprava predadhéznym laserom výrazne zlepšila šmykovú pevnosť vzoriek hliníka spájaného modifikovanou epoxidovou živicou v porovnaní s neošetrenými a eloxovanými substrátmi.Najlepšie výsledky sa dosiahli s energiou lasera približne 0,2 J/pulz/cm2, kde sa pevnosť v šmyku po jednom prekrytí zlepšila o 600 až 700 % v porovnaní s neošetrenou hliníkovou zliatinou a o 40 % v porovnaní s predúpravou anodizáciou kyselinou chrómovou.
Spôsob zlyhania sa zmenil z adhezívneho na kohézny, keď sa počet laserových impulzov počas liečby zvýšil.Posledný fenomén koreloval s morfologickými zmenami, ktoré odhalila elektrónová mikroskopia, a chemickou modifikáciou, ako naznačuje Augerova a infračervená spektroskopia.
Ďalším zaujímavým efektom laserovej ablácie je sila, ktorú má na vytvorenie povrchu, ktorý časom nedegraduje.
Fortune Laserodviedla skvelú prácu pri skúmaní toho, ako laserové čistenie interaguje s povrchmi niekoľkými prekvapivými spôsobmi.Laserová úprava hliníka vytvára na povrchu drobné krátery, ktoré sa topia a takmer súčasne tuhnú do mikrokryštalickej vrstvy na povrchu, ktorá je ešte odolnejšia voči korózii ako samotný hliník.
Pri pohľade na tabuľku nižšie ukazuje rozdiel medzi pevnosťou v šmyku pri použití hliníka, ktorý bol ošetrený laserom, a hliníka, ktorý bol chemicky ošetrený.Postupom času, keď boli povrchy vystavené vlhkému prostrediu, schopnosť chemicky ošetreného povrchu dobre spájať výrazne klesá, pretože vlhkosť začína korodovať povrch, zatiaľ čo laserom ošetrený povrch si zachováva svoju odolnosť proti korózii po týždňoch pôsobenia.
Čas odoslania: 12. augusta 2022
