יישום של ניקוי בלייזר באיטום חיכוך קטר

ניקוי בלייזר, כטכנולוגיה חדשה "ידידותית לסביבה" שתחליף את שיטות הניקוי המסורתיות בעתיד, ותהליך ניקוי תעשייתי חדש ללא זיהום או חומרים מתכלים, נעשה שימוש נרחב בייצור רכיבים שונים כגון מערכות סוללות חשמל, הילוכים. מיסבים, סרנים, חישוקי גלגלים וצמיגים במכוניות, הודות לדיוק התהליך ברמת המיקרון והיתרונות המשולבים של אוטומציה בלתי מאוישת.

 

 

 

 

ניתן לחלק באופן גס את העקרונות של ניקוי הלייזר לשלושה סוגים: אפקט תרמי, קילוף אור ותנודה. זה השימוש בסוגים שונים של לייזרים ליצירת קרני לייזר שונות. על ידי ניצול ההבדל במקדם הספיגה של אנרגיית הלייזר בין המצע למזהמי פני השטח באורך גל מסוים, חומר המצע ומזהמי פני השטח סופגים אנרגיה ועוברים התפשטות וניתוק תרמית. הטמפרטורה הגבוהה המיידית גורמת ללכלוך להתאדות, להתגזות או להתפרק באופן מיידי, תוך יצירת גלים קוליים על פני השטח המוצקים, יצירת תהודה מכנית וגורמים לשכבת הלכלוך או לעיבוי לרטוט ולהתנפץ.

תרשים עקרוני

בהשוואה לשיטות ניקוי תעשייתיות מסורתיות כגון התזת חול או התזת זריקות, המאפיינים של ניקוי לייזר הם ללא שחיקה וללא מגע. אין לו השפעה תרמית, אינו יוצר כוח מכני על האובייקט הנוקה, אינו פוגע בפני השטח של האובייקט, אינו פוגע במצע ואינו מייצר זיהום משני. זוהי שיטת ניקוי ירוקה, ידידותית לסביבה ומתכלה ללא תשלום.

 

 

 

לאחר שימוש ממושך, מרכיבי הרכב יצטברו מעט אבק, חלודה, כתמי שמן וכדומה. אם חלקי הרכב מלוכלכים מדי, זה יכול להוביל לאפקט סינון וניקוי לקוי, זיהומים מוגזמים שנכנסים לגליל השמן, להחריף את הבלאי של החלקים ולהגדיל את האפשרות לתקלות. להפעלה בטוחה של מכוניות, יש לבדוק ולתחזק באופן קבוע רכיבים חשובים כגון רכזות גלגלים, רפידות בלמים, דיסקי בלמים וכיסויי מנוע. הבטחת הניקיון של חלקי עבודה ורכיבים שונים היא חלק חיוני מתהליך התחזוקה.

 

 

בתהליך הייצור של רפידות בלמים, לאחר חיכוך שטוח ולפני ריסוס, יש צורך לנקות את רפידות הבלמים, שתפוקה גדולה וטווח רחב, והיא אופיינית. לכן, אנו לוקחים את יישום הניקוי של רפידות בלמים כדוגמה כדי להשוות בין היתרונות והחסרונות של מברשת פלדה, התזת חול וניקוי לייזר:

 

• יעילות ניקוי:ציוד מברשת הפלדה אינו מסוגל לנקות את שאריות הדבק על פני רפידות הבלמים לאחר שחיקה חלקה, וכתוצאה מכך ייצור חריצים בתהליך הריסוס הבא, שאינו משביע רצון. גם ציוד התזת חול וגם ניקוי לייזר יכולים לנקות לחלוטין את שאריות פני השטח לאחר תהליך השחזה השטוח. מהירות הניקוי של התזת חול מהירה מזו של ניקוי בלייזר. עם זאת, אם ניקח בחשבון את זמן הייצור של קווי ייצור שלמים כמו התנור לפני טחינה שטוחה ותהליך הריפוי לאחר יציקת ריסוס, מהירות הניקוי של התזת חול מיותרת. למרות שניקוי העירור איטי יותר, הוא יכול גם להסתגל למהירות קו הייצור.

 

• צריכת אנרגיה:צריכת האנרגיה של מכונת מברשת הפלדה היא בסביבות 8KW/H, במקום השני מבין השלוש. לתהליך התזת החול צריכת אנרגיה גבוהה, עם צריכת אנרגיה כוללת של עד 70KW/H. הסיבה לכך היא שלמרות שצריכת האנרגיה של שלושת המנועים של מכונת התזת החול להתזת חול, הליכה והתנדנדות היא בסביבות 15KW/H, צריכת האנרגיה של מדחס האוויר המספק גז גבוהה עד 55KW לשעה, מה שהופך אותו לצרכן אנרגיה עיקרי. לציוד ניקוי הלייזר שלנו יש צריכת אנרגיה כוללת של 7KW/H בלבד, שהיא עשירית מזו של ציוד התזת חול, וצריכת האנרגיה היא הקטנה מבין השלושה.

 

• הגנה כלכלית וסביבתית:מבחינת ישימות כלכלית, ציוד התזת חול דורש 5 ק"ג של חול קוורץ כחומר מתכלה לשעה. ככל שזמן השימוש ארוך יותר, יש צורך ביותר חומרים מתכלים. עם השיפור ההדרגתי של דרישות הגנת הסביבה הלאומיות, חלק מהממשלות המקומיות ציינו מכונות שטיפת חול כסוגים שאינם תואמים להגנה על הסביבה. גם ציוד מברשת פלדה וגם ניקוי לייזר דורשים חשמל בלבד, וניקוי לייזר יכול לחסוך 1-2 עבודה ידנית בהשוואה להתזת חול ומברשות פלדה עקב פעולות אוטומטיות; מנקודת המבט של הגנת הסביבה ופחמן נמוך, לציוד ניקוי בלייזר אין חומרים מתכלים, ללא פליטות, צריכת אנרגיה נמוכה וללא רעש, והוא גם אחד הציוד שעומד בדרישות הגנת הסביבה דלת פחמן.

 

 

 

היישום של ניקוי לייזר בתעשיית האיטום כולל בעיקר הסרת כתמי שמן על פני רצועות נירוסטה בתהליך ייצור אטמי מתכת, ניקוי כתמי שמן ושאריות דבק על פני תבניות טבעות איטום ושינוי פני השטח של חומרי איטום מיוחדים. ישנם סוגים רבים של אטמים, האופייניים להם הם אטמי O-ring, אטמי שמן שלד, ודסקיות איטום. באמצעות הקרנה של קרן לייזר, כתמי השמן על אטם האיטום מתאדים באופן מיידי ומתקלפים מהמתכת ומשיגים אפקט ניקוי.

לפני הכניסה למכונת המתפתל, אטם הפצע המתכתי צריך לנקות את סרט השמן המחובר למשטח של סליל הנירוסטה. התהליך הקיים משתמש בדרך כלל בהשרייה כימית לטיפול פני השטח. ניקוי בלייזר בתהליך זה יכול לעמוד בדרישות היצרן לאפקט הניקוי. הקושי העיקרי ביישום הוא חוסר היכולת להתאים את רוחב הפס ומהירות קו הייצור. בדרך כלל, הרוחב של ציוד ניקוי לייזר הוא בין 150-200 מ"מ, בעוד שרוחב רצועת הנירוסטה הוא בין 1100-1500 מ"מ; ומהירות הייצור של ניקוי סליל פלדה מהירה מדי, בדרך כלל מעל 10M/min, שהיא בערך פי עשרה יותר ממהירות ההסתגלות של ניקוי לייזר. החברה שלנו יכולה לפתור את בעיית התאמת רוחב הניקוי באמצעות ציוד ניקוי לייזר ברוחב אולטרה רחב שפותח באופן עצמאי. למרות שהוא יכול לפתור את יישום התהליך מבחינת מהירות קו הייצור, עלות הפתרון הנוכחית בתעשייה גבוהה מדי ויש צורך באופטימיזציה נוספת.

 

ביישום של כתמי שמן לניקוי ושאריות דבק על פני תבניות טבעות איטום, פיתחנו ציוד לניקוי לייזר של תבניות שטוחות עם תנועת חמישה צירים תלת מימדית ודרגת חופש גבוהה, המתאים לסוגים שונים של תבניות שטוחות כמו בלמים תבניות רפידות בתעשיית החיכוך ותבניות טבעות איטום בתעשיית האיטום. זה יכול להסיר שמן עמיד לחלודה ולנקות שאריות שאריות על פני חלל התבנית לאחר לחיצות מרובות. ניתן להוסיף מכונות תזוזה נוספות להתאמה לתבניות מורכבות. במהלך תהליך הניקוי, ניתן לשמור את שכבת הציפוי על מנת להגן על תבנית הלהב ולהאריך את אורך חיי התבנית. בהשוואה לניקוי בהתזת חול, הוא לא רק ידידותי יותר לסביבה, אלא גם מבטיח שחלל העובש לא ייפגע, מה שמפחית את שיעורי הפגמים במוצר.

 

אטמי איטום שאינם מתכתיים הם קטגוריה מרכזית נוספת בתעשיית האיטום. למוצרים אלה יש קצב ספיגה חזק ללייזר סיבים בטווח אורכי גל של 1064-1080nm, מה שעלול לגרום לנזק בנסיבות רגילות. הם אינם מתאימים ליישומי תהליך, כגון כאשר מיישמים לייזר דופק על פני השטח של חומרי גומי, זה יכול לגרום נזק של 10% μ הנזק הוא בערך מ', אבל זה יכול לשמש גם כשיטת שינוי עבור כמה חומרים מיוחדים , כגון חומרי גומי עם polymethylhydrosiloxane מחובר, אשר יכול לשפר את מקדם החיכוך פני השטח ל-35mN/m ומתח פני השטח למעל 38dyne/cm תוך הסרת הציפוי.

 

יחד עם זאת, ניקוי הלייזר הראה ביצועים טובים בניקוי שכבת התחמוצת ובחיספוס מרכיבי האיטום של חומרים קרמיים וחומרים מרוכבים, והשיג תוצאות משביעות רצון גם בהסרת איטום על משטחי מתכת. ניתן לראות שלניקוי בלייזר יש ביצועים דיפרנציאליים ביישום מוצרים עם חומרים שונים בשל קצבי ספיגת הלייזר השונים שלו. לכן, זה יכול לשמש גם כתהליך משלים לשינוי פני השטח של כמה חומרי איטום מיוחדים.