Лазер для очистки металла от ржавчины своими руками

Обновлено: 19.05.2024

Длительный контакт с влагой или иной вредной окружающей средой на поверхности появляется железный слой окиси. Изделие начинает утрачивать свой первоначальный вид, продолжает усиленно ржаветь и теряет свои первоначальные функции. Помочь может лазер для удаления ржавчины своими руками. Он является современным методом улучшения металлических изделий. За счет этого стал весьма эффективной заменой традиционным способам удаления коррозии и становится все более популярным.

Что это такое

Одна из моделей лазеров

Лазерная чистка металлов от ржавчины возможна при наличии особого агрегата, способного сформировать мощный поток света. Принцип работы такого лазера состоит в способности чистого металла отражать излучение. Вещества, имеющие неоднородный состав, могут его забирать себе.

В итоге, ржавый слой, который состоит из смеси трех оксидов железа, гидроксидных пленок и различных загрязнений, запасает энергию, нагревается и отслаивается от поверхности. При высокой мощности лазера, налет плавится и испаряется с поверхности металлического изделия.

Все механизмы подверглись роботизации в области имеющихся операций, чтобы со стороны человека не было особых усилий. Лазеры для ржавчины своими руками отличаются по мощности, виду конструкции, габаритам, часть из них имеют управление дистанционного вида.

Обработка крупных изделий требует от подобных лазеров длинных кабелей от 50 метров. По величине мощности лазеры делятся на следующие разновидности:

С маленькими площадями работают лазерами мощностью от 12 до 20 ватт на долгоиграющих аккумуляторах.
Для среднеразмерных установок нужны лазеры от 100 до 400 ватт. Таковыми выступают системы стандартного размера.
В крупных изделиях из металла нужны лазеры для уборки ржавчины мощностью до 1000 ватт. Таковыми считаются устройства на треноге и переноске.

Обратите внимание! Такие инструменты могут действовать с ржавчиной без замены рабочих частей в течение 10 тысяч часов. Далее, потребуется замена детали для полноценной работы и дальнейшей эксплуатации. Лазерные установки не особо опасны для человека, так как они имеют специальную защиту от перехода луча за пределы установленных размеров аппарата.

Известные модели лазеров

Лазер от ржавчины

Наиболее популярными в сфере специализированного оборудования для удаления ржавчины с металла и других поверхностей являются аппараты от Clean Laser. Они производятся в Германии. Изготавливается широкая линейка лазерного оборудования.

Самый востребованный вариант представляет собой ранцевый лазер, который состоит из небольших модулей, соединенных специальным кабелем из оптоволокна:

Непосредственно ранец, обладающий источником питания.
Головка лазерного аппарата для работы.
Прибор, у которого имеется система видеонаблюдения.

Когда включается установка, начинается сканирование поверхности для выявления глубины слоя ржавчины. Только потом на указанную область направляется полноценный лазерный поток.

Частички ржавчины, которые отделены от металла, переносятся в специальную емкость. Процесс заканчивается после того, как поверхность полностью будет освобождена. А направленный на нее лучевой поток будет уходить в противоположную сторону.

Малые аппараты на аккумуляторах популярны в археологии и других древних науках. Ведь они помогают снять загрязнения с любых находок, даже очень древних. Агрегаты мощностью от 100 до 400 ватт похожи на компрессоры, применяются в небольших помещениях. А габаритные аппараты применяют для мощных объектов, их стоимость достигает сотни тысяч долларов.

Альтернативой европейским лазерам являются азиатские модели. Обычно их стоимость ниже, а характеристики схожи. Одним из них является LY CL 100. Он используется для очистки от ржавчины различных металлов. Мощность составляет 100 ватт, способен работать 50 тысяч часов без смены главных деталей. Среди остальных характеристик агрегата выделяются:

Повторы идут с частотой от 2 до 25 килогерц.
Темп работы достигает 7000 миллиметров в секунду.
Перемещение в линейном отношении осуществляется со скоростью 70 метров в минуту.
Эффективное действие имеет длину 1064 нанометра.
Масса установки составляет около 70 килограммов.

Такие устройства хорошо подойдут для того, чтобы очистить от ржавых следов автомобильные кузова, удалить краску или зачистить отдельные участки, которые этого потребуют. Использование лазера здесь будет наиболее безопасным и эффективным методом по уборки ржавчины с деталей и продлевает срок эксплуатации.

Особенности использования

Лазерное удаление ржавчины

Для работы с лазерным оборудованием необходимо учесть большое количество нюансов. Следует знать, что возможно как микро-, так и макроприменение, а также объемное использование, которое используется на предприятиях с производством больших партий оборудования.

В случае микроприменения лазеры действуют как инструменты зачистки проводов при припаивании или приварке электронных соединений в виде клемм или проводов. Поскольку невозможно другими способами очистить небольшие провода от старой изоляции без риска повредить. Лазер способен убрать слой толщиной 1 микрометр или напыленное покрытие из серебра без касаний к медной части. Также его применяют в таких операциях:

Тонкие надрезы или разрезы.
Проделать отверстия в проводах при необходимости.
Насечки на небольших платах.

Что касается макроприменения, то лазеры оправданы при обработке дорогих изделий в виде монет, слитков, прочих важных предметов. Также технология применяется при производстве изделий из резины. Световой поток хорошо убирает налет с форм после большого количества заливок. Химическая чистка займет немало времени, при этом есть риск повредить поверхность.

Обратите внимание! Благодаря лазеру подобные последствия удаляются и сводятся к минимуму временные затраты на удаление коррозии. Лазерная обработка занимает 60 минут против 8 часов химическим методом. Кроме того, изделие не потребует демонтажа при работе, что гораздо удобнее по техническим причинам и исключит проблемы при еще одной сборке.

Крупный лазер против ржавчины долгое время применяются в сфере производства деталей для авиационной промышленности, космических и других летательных аппаратов. С 90-х годов большинство военных и гражданских самолетов чистят от краски и налета лазером, так как этого требует техническое обслуживание летательных аппаратов. Также мощные лазеры требуются для очищения ржавчины на железнодорожных вагонах, зданиях, корпусах кораблей и мостах.

Ремонт лазеров

Ремонт лазерного оборудования возможен исключительно на профессиональном уровне и при наличии уникального опыта. Даже наиболее качественная техника периодически требует ремонта. Чаще всего в сервисные центры обращаются по таким причинам:

Прибор не получается включить.
Не отзывается при изменениях параметров.
Цифровой монитор не действует.
Корпус усиленно нагревается.
Нет активации лазера внешним источником звука.
Причиной плохой работы стало механическое повреждение.

Обратите внимание! В Москве имеется много качественных сервисных центров, которые специализируются на ремонте лазерного оборудования любого уровня сложности. Они могут произвести оперативную диагностику прибора, составить смету на ремонт и выявить наиболее вероятные повреждения.

В наличии у них всегда можно найти подходящие запчасти, осуществляют доставку светового оборудования как для ремонта, так и возвращения к работе. Кроме того, квалифицированные работники проведут все необходимые консультации, а также посоветовать примерный план действий.

Длительное функционирование лазера зависит от того, насколько правильно подобраны настройки и как часто проводится профилактика. Важно смазывать подвижные части, заменять лампочки и другие элементы. Доверять ремонтные работы следует профессионалам с соответствующим опытом работы. Иначе, попытка экономии приведет к преждевременному выходу лазера из строя.

Лазерное оборудование требует внимательности и осторожности, в том числе нельзя касаться к нему ладонью, волосами и другими частями тела без защиты. Установка для лазерной очистки поверхности имеет много вариаций в зависимости от размеров, мощности, предназначения и других характеристик.

Также важно учитывать, для каких именно целей планируется использовать лазер. Он способен удалять ржавчину как с небольших, так и крупных по площади поверхностей. Именно лазерный способ удаления ржавчины считается самым эффективным, в том числе по временным затратам. Хороший лазер для удаления ржавчины будет прилично стоить, цена зависит от производителя. Правильный выбор устройства обеспечит эффективное удаление ржавчины с различных поверхностей и долгий период эксплуатации во всех условиях.

Принцип работы, правила выбора, стоимость лазера для удаления ржавчины

Главная проблема всех металлических покрытий – это ржавчина. Она не только ухудшает внешний вид изделия, но и разрушает его.

О том, как применить этот современный метод на практике, а также когда и для каких устройств можно использовать лазер для удаления ржавчины, читайте в статье.

Лазерный очиститель – что это за устройство?

Чтобы вывести коррозию с металла необходимо обзавестись специальным лазерным аппаратом. Именно он является источником светового потока определенной мощности.

Основу установки составляют 3 элемента:

источник питания;
лазерная головка;
прибор видеонаблюдения.

Эти модули соединены друг с другом оптоволоконным кабелем.

Для личных нужд используют аппараты малой мощности. В автомастерских и на небольших предприятиях применяют устройства средней мощности. По виду они напоминают компрессоры. Также в продаже можно встретить массивные стационарные установки. Их используют исключительно на крупных предприятиях.

Как работает удалитель?

Принцип работы лазера довольно прост. Прибор, излучая световой поток, воздействует на металл. Если поверхность изделия чистая, то она просто отражает его. Участки, покрытые ржавчиной, эти лучи, напротив, поглощают.

В результате накопления избыточного количества энергии, окислы начинают слущиваться и отходить от основания. Под влиянием мощного лазерного излучения коррозия плавится и испаряется.

Температура плавления окислов – 1600 градусов. Сталь меняет свою структуру при более высоких показателях. Поэтому лазер не оказывает разрушительного влияния на металл.

Высокая эффективность чистки достигается не только за счет воздействия на металлическую поверхность высокими температурами, но и благодаря ударной нагрузке. С помощью лазера одинаково хорошо можно очистить не только гладкие, но и рифленые изделия.

Сфера применения аппарата

Лазеры для удаления ржавчины и окалины применяют в трех сферах, которые можно разделить на следующие группы:

Несомненным преимуществом удаления ржавчины с помощью лазера является высокая скорость обработки. При этом самому изделию вред не наносится.

Какие приборы используют?

Для удаления ржавчины используют автоматизированные приборы. Они выполняют свою функцию практически самостоятельно. От человека требуется минимальное приложение усилий. Различают приборы по типу конструкции, по мощности и особенностям управления.

Виды лазеров, в зависимости от их мощности:

От 12 до 20 Вт. Это установки малой мощности, которые питаются от аккумулятора.
От 100 до 400 Вт. Это компактные портативные системы, применяемые для удаления окислов с изделий средних размеров.
До 1000 Вт. Это мощные приборы, которые чаще всего являются стационарными. Рабочая способность таких лазеров достигает 100 000 часов.

Для личных нужд и для малых предприятий чаще всего приобретают портативные установки, которые имеют компактные размеры и управляются вручную.

Одной из наиболее удобных моделей является лазер-ранец. Он имеет небольшие размеры и малый вес, благодаря чему человек получает возможность быстро и без каких-либо неудобств обрабатывать габаритные и небольшие объекты. Такие приборы применимы как в условиях производства, так и вне него.

Когда требуется лазер повышенной мощности, лучше приобрести стойку со встроенной системой фильтрации воздуха.

На крупных заводах используют масштабные стационарные приборы, которые синхронизированы с компьютером.

Обзор лазера-ранца в видео:

Какой выбрать?

При покупке лазера нужно отталкиваться от тех задач, которые с его помощью будут решаться. Общие рекомендации:

Для микрообработки приобретают лазеры малой мощности. С их помощью можно зачистить провода, удалить окислы с клемм и микросхем. Такие устройства востребованы у мастеров, занимающихся ремонтом электроники.
Лазеры средней мощности – это наиболее востребованные приборы. Их покупают владельцы автомастерских, занимающиеся чисткой кузовов. С их помощью не только снимают ржавчину, но и лакокрасочное покрытие.
Мощные лазеры приобретают крупные заводы и предприятия.

Для личных нужд следует присмотреться к недорогим китайским лазерам. Они востребованы на рынке и стоят дешевле своих европейских аналогов. Средняя длительность эксплуатации прибора без смены головки составляет 50 000 часов.

Перед покупкой нужно обратить внимание на вес установки и на ее габариты.

Как правильно пользоваться?

Использовать лазер для удаления ржавчины несложно. Технология обработки подразумевает прохождение следующих шагов:

установку запускают в работу;
сканируют поверхность, определяя глубину ржавчины;
направляют световой пучок на очищаемую поверхность;
удерживают источник лазерного луча в нужном положении до тех пор, пока не будет достигнут желаемый результат;
контроль глубины абляции позволяет выборочно удалять коррозию разной толщины.

Во время работы нужно позаботиться о средствах индивидуальной защиты. Лицо закрывают маской, а руки защищают резиновыми перчатками.

Возможно ли сделать его своими руками?

Сделать лазер для удаления ржавчины с металла своими руками невозможно.

Собрать установку, которая будет сканировать толщину коррозии, а после этого безопасно счищать ее, могут только на заводах, специализирующихся в этом направлении.

Попытаться собрать прибор самостоятельно можно, если в наличии есть все необходимые комплектующие. Заказывать и покупать их придется в магазине или выписывать из-за границы. Это довольно трудоемкий процесс, поэтому намного проще купить уже готовую установку.

Где купить, какова цена?

Купить лазер для удаления ржавчины можно в Интернете. В зависимости от страны производства, заказ делают либо напрямую у производителя, либо через специализированные сервисы.

Цена аппаратуры варьируется в широких пределах. Она зависит от мощности прибора, особенностей его функционирования, сферы применения и комплектующих.

Самыми недорогими являются лазеры китайского производства. Минимальная стоимость такого аппарата составляет 1500 $. Аппараты, впускаемые под другими брендами, стоят дороже.

Можно попытаться сэкономить и приобрести установку, которая ранее была в эксплуатации, но гарантии ее исправной работы отсутствуют. Цена б/у лазеров начинается от 60 000 руб.

Если сломался, как его починить?

Найти специалиста несложно. Достаточно ввести соответствующий запрос в поисковую строку любого браузера.

Если в мастерской отсутствуют детали, нуждающиеся в замене, их необходимо заказать. В этом случае придется подождать доставку, а также дополнительно оплатить расходы на пересылку.

Заключение

Определяясь с выбором, нужно четко понимать, для каких целей будет использоваться лазер. Чем масштабнее объем предстоящих работ, тем мощнее должен быть прибор.

На сегодняшний день именно лазерная аппаратура позволяет быстро и бережно очищать металл от ржавчины, не опасаясь за порчу деталей.

Все, что вы хотели бы знать о лазерной очистке металла от ржавчины

Этот метод в России применяют с 1980 года. Если в прошлые десятилетия его практиковали только на крупных предприятиях, то сейчас он доступен обычным людям.

О том, как происходит лазерная очистка металла от ржавчины, где и за сколько можно купить установку или заказать подобную услугу, читайте в статье.

Суть процедуры, плюсы и минусы

Чтобы вывести ржавчину с металла, требуется специальный аппарат. Именно он является источником лазерного излучения. Принцип его работы довольно прост.

Если изделие не повреждено коррозией, то оно будет отражать лучи, но когда лазер направляют на ржавый металл, поврежденный слой накапливает энергию, нагревается и отходит от основания. Некоторая часть ржавчины вовсе плавится и испаряется.

У метода очистки металла лазерными установками есть свои преимущества и недостатки. Основные плюсы процедуры:

Недостатков у лазерной чистки металла от ржавчины практически нет. Главным минусом является высокая стоимость аппаратуры. Так как спрос на установки не слишком высок, в розничных магазинах они не встречаются, их выписывают под заказ.

Технология обработки поверхности

Существует 2 технологии удаления коррозии с помощью лазера. Первый и самый распространенный способ – это лазерная абляция, а второй – десорбция.

Абляция

Абляция подразумевает воздействие импульсного излучения на обрабатываемую поверхность, что приводит к испарению ржавчины. Она приподнимается над уровнем неповрежденного металла в виде плазменного облачка, после чего просто рассасывается.

Абляция запускается благодаря резкому перепаду температуры. С помощью лазера поверхность может быть разогрета более чем до 16 000 градусов.

Технология проведения работ заключается в 2 последовательных шагах:

сканирование поверхности металла с помощью установки;
выбор подходящей мощности и снятие ржавчины.

После завершения обработки останется только выключить прибор.

Десорбция

Он позволяет приподнимать коррозию, но не цельной пленкой, а чешуйками. Нагрев осуществляется за один цикл, без фазовых превращений.

Так как десорбция – это щадящий метод чистки, его применяют при работе со сложными рифлеными поверхностями, оснащенными пазами и отверстиями, для очистки изделий с декоративной отделкой.

Для удаления ржавчины толщиной в 50-75 мкр достаточно лазера, мощностью в 106 Вт/кв, с диаметром фотонного пучка не более 100 мкр.

Сфера применения

Лазерные установки для удаления ржавчины имеют широкую сферу применения. Их можно разделить на 3 крупных отрасли:

Микроэксплуатация. Эта сфера предполагает работу с мелкими деталями, с электронными схемами, разъемами, клеммами. С помощью лазера зачищают провода, припаивают различные соединения, делают надсечки и тончайшие разрезы на платах. Работа настолько высокоточная, что позволяет убирать изоляционный слой толщиной до 1 мкм без повреждения основы.
Макроэксплуатация. С помощью лазерных установок очищают ценные предметы, археологические находки, монеты, ювелирные изделия, детали автомобиля и промышленного применения.
Крупномасштабная эксплуатация. В России метод лазерной очистки на больших промышленных предприятиях практикуют уже более 40 лет. Эти установки нашли применение в таких отраслях, как: автомобильная, нефтеперерабатывающая, военная, аэрокосмическая.

В зависимости от сферы применения, различается мощность, размер и особенности управления лазерными установками.

Оборудование для чистки лазером

На рынке можно встретить множество современных аппаратов для лазерной чистки. Приобретать устройство необходимо в зависимости от задач, которое оно будет решать. Наиболее востребованными являются компактные приборы в виде рюкзаков или небольших стационарных установок.

Топ-3 популярных аппарата, их цена

Стоимость лазерного оборудования различается, в зависимости от производителя и особенностей конструкции прибора.

Топ-3 лазера для борьбы с ржавым налетом:

Ранец-стойка Clean Laser. Цена – от 320 000 рублей для устройства мощностью 100 Вт и размером головки 42х34х55 см.
Китайский лазер-ранец JNL.INK. Стоимость устройства стартует от 8 000 $.
Ранец-рюкзак CL мощностью 20 Вт и весом 12 кг. Цена начинается от 200 000 рублей.

Цены могут отличаться в зависимости от:

продавца,
региона доставки,
акций, проводимых в магазине,
курса валют.

Где заказать услугу?

Заказать услугу по удалению ржавчины лазером можно в специализированных сервисах. Ищут их в интернете, заводя в поисковую строку соответствующий запрос. Цена зависит от площади обрабатываемой поверхности.

Средняя стоимость удаления ржавчины с 1 кв. м. – 2000 рублей. Значение имеют особенности исходной детали. Чем сложнее ее рельеф, тем выше цена.

Полезная информация

Советы по покупке и эксплуатации лазеров для удаления ржавчины:

Хотите узнать больше о способах и средствах удаления ржавчины? Загляните сюда.

Видео по теме статьи

В видео показано использование компактной (ранцевой) модели лазерной установки мощностью 100 Вт для очистки поверхности:

Лазер – это современный прибор для борьбы с ржавчиной. Он практически не имеет недостатков, кроме высокой стоимости. Однако потратившись на прибор однажды. Эксплуатировать его можно очень долго.

Достоинства, недостатки и пошаговая инструкция по удалению ржавчины электролизом

Механический способ ее удаления приводит к появлению на изделии царапин, а химические реагенты провоцируют окислительные процессы, в результате которых деталь в будущем заржавеет еще сильнее.

Безопасным и относительно простым способом борьбы со ржавчиной является удаление ее электролизом. О том, насколько эффективен этот метод и как его правильно реализовать на практике, читайте в статье.

Эффективен ли способ?

Электролиз – это химическая реакция, позволяющая восстановить железо из оксида в металлическую форму. Везде, куда проникает электролит, начинается процесс разложения ржавчины.

Если не углубляться в сложные химические процессы, то можно сказать, что метод позволяет инвертировать окислительную реакцию вспять и восстановить ранее поврежденные участки.

Правильно этот способ борьбы с ржавчиной называется не электролиз, а электрогальванический метод. Его применяют не только в быту, для личных нужд, но и с более серьезной целью, например, при реставрации археологических находок.

Плюсы и минусы очистки

Электролиз, как метод борьбы с ржавчиной, абсолютно безопасен. Раствор электролитов не ядовит, но внутрь его употреблять не следует.

Выделяющиеся газы не токсичны. Токи используются небольшой частоты, поэтому нанести вреда здоровью они не смогут.

Еще одно преимущество метода – это отсутствие риска повредить деталь. Даже если передержать ее в растворе, ничего страшного не произойдет, процесс самовосстановления из-за этого не вернется вспять.

В сравнении с механическими и химическими способами удаления ржавчины, электролиз имеет одно очень важное превосходство. Этот метод не затрагивает «живой металл», то есть тот, который еще не подвергся изменениям.

Абразивы, корщетки, кислоты и прочие агрессивные способы воздействия неизбежно приводят к тому, что какая-то часть неиспорченного металла будет снята, а при электролизе этого не происходит.

Минусом метода является то, что его не всегда удобно применять на практике. Например, могут возникнуть сложности с очисткой крупных деталей, так как для них трудно найти подходящую тару.

Кроме того, придется затратить определенное время не только на подготовительные мероприятия, но и на саму чистку.

Правила снятия налета в домашних условиях

Чтобы убрать ржавчину с поверхности металла электролизом, потребуются:

подходящая по размеру пластиковая емкость, например, ведро или таз;
стальная или нержавеющая пластина, которая будет выступать в качестве электрода — предпочтение лучше отдавать нержавеющей стали, так как она прослужит гораздо дольше, чем обычный металл, хорошо, если пластина будет полностью окружать очищаемую деталь по периметру;
обычная водопроводная вода;
кальцинированная сода — она продается в отделах бытовой химии, домохозяйки используют ее для стирки вещей;
зарядное устройство от аккумулятора.

Для приготовления раствора потребуется 3 воды и 1 чайная ложка соды. Порядок действий следующий:

В емкость заливают подготовленный раствор.
Опускают в него электрод.
Погружают в раствор деталь, нуждающуюся в чистке. Делают этот таким образом, чтобы она не касалась электрода.
Подключают питание. Полярность необходимо строго соблюдать. Электрод должен быть соединен с положительным проводником «+», а очищаемый предмет с отрицательным «-». Контакт с деталями должен быть хорошим.
После завершения всех подготовительных манипуляций включают питание. Если зарядка оснащена амперметром, можно увидеть, как система начала пропускать ток.
Спустя непродолжительное время на детали появятся пузырьки. Это абсолютно нормально и указывает на то, что процесс чистки был запущен.
Продолжительность процедуры зависит от ряда факторов. Значение имеет размер детали и электрода, а также площадь ржавчины. Периодически систему нужно отключать, вынимать изделие из раствора и осматривать. Средняя продолжительность чистки составляет 5-6 часов. Если объект покрыт очень толстым слоем налета, можно оставить его отмокать на ночь.
Когда процесс чистки будет завершен, деталь извлекают, промывают ее под струей проточной воды и осматривают. Если на изделии остались небольшие участки ржавчины, то их можно счистить пластиковым скребком.

В завершении процедуры деталь сушат феном или оставляют просохнуть на солнце. Для защиты от повторного образования ржавчины можно нанести на металлическую поверхность небольшой слой смазки.

Чтобы процесс удаления ржавчины с металла методом электролиза прошел максимально успешно, необходимо принять во внимание следующие советы:

Обрабатывать деталь нужно только в пластиковой емкости. Металлические ведра или тазы для этой цели не подходят. Их применение сопряжено с риском короткого замыкания или появления в них дырок.
Если на изделии имеется точечная коррозия, то пытаться удалить ее электролизом не следует. Электролит не в состоянии проникнуть в толщу металла.
После завершения обработки специальных мер по утилизации предпринимать не нужно. Раствор просто сливают в канализацию, это не нанесет экологии какого-либо вреда.

О том, как убрать ржавчину электролизом, подскажет видео:

Электролиз помогает быстро и безопасно избавиться от следов ржавчины. Этот метод прост в применении, не наносит вреда изделию, в отличие от химической или механической чистки. При наличии аккумулятора и подходящей емкости, он практически ничего не будет стоить. Потратиться придется только на каустическую соду.

Делаем лазер для удаления ржавчины

Одним из самых распространенных материалов можно назвать металл. Он характеризуется высокой прочностью и износостойкостью, но при этом многие не выдерживают длительный контакт с влагой и некоторыми агрессивными химическими веществами. Коррозия способна не только испортить внешний вид изделия, но также отразится на основных эксплуатационных характеристиках, к примеру, прочности. За длительный период применения подобных материалов было разработано довольно большое количество различных методов удаления ржавчины, в последнее время часто применяется лазерная технология. Она имеет большое количество особенностей, о которых далее поговорим подробнее.

Лазерная очистка от ржавчины

Лазерная технология обуславливает применение специального оборудования. Лазерная очистка характеризуется следующими особенностями:

Высокая эффективность. При несущественных затратах можно обновить изделие и восстановить его красоту.
Качество получаемой поверхности высока.
Высокая скорость обработки, связанная с автоматизированием процесса и применением технологии фокусировки светового луча для воздействия на металл.
Подобная очистка предусматривает использование специального оборудования. Появилось оно в продаже относительно недавно, но уже сегодня весьма востребовано, устанавливается в специализированных цехах по восстановлению металлических изделий.
Сфокусированный свет приводит к нагреву поверхности и частичному перестроению структуры. Однако, оказываемое воздействие не становится причиной изменения кристаллической решетки, то есть закалка не проводится. Это связано с точечным воздействием луча.

Очистка поверхности лазером

Удаление ржавчины лазером проводится в случае, когда изделие имеет небольшие размеры. Это связано с тем, что рабочая площадь лазерных установок ограничена.

Кроме этого, возникают проблемы с глубокой ржавчиной, которая нарушает целостность структуры материала.

Технология очищения

Современная лазерная очистка предусматривает применение технологии, связанной с физическими принцами взаимодействия металла со световым излучением. Определенные параметры светового потока определяют то, что от чистой поверхности он отражается, ржавчина его поглощает. Кроме этого, подобным образом можно почистить металлическую поверхность от различных загрязнений и пленок.

Воздействие лазера можно охарактеризовать следующим образом:

Подаваемый луч в начале не оказывает фазовое превращение. За счет подобного воздействия поверхностный слой становится более мягким, загрязняющие вещества начинают отслаиваться.
Следующий шаг предусматривает нагрев поверхности с последующим расплавлением. При нагреве структура становится более пластичной.
При слишком высокой температуре происходит испарение загрязняющих веществ. Для их отведения предусмотрено наличие специального резервуара.

Стоит учитывать тот момент, что температура плавления ржавчины составляет около 1600 градусов Цельсия. Температура плавления стали намного ниже. Поэтому рекомендуется использовать специальные установки, которые могут разогреть материал до столь высокого показателя.

Процесс очищения поверхности становится более эффективным за счет того, что в зоне воздействия луча оказывается также ударная нагрузка. При этом температура может резко меняться. Лазерная технология подходит для обработки глубоких пазов и различных рифлений, так как луч может подаваться под различным углом.

Оборудование

В продаже встречается самое различное оборудование.

Наиболее распространенный лазер для удаления ржавчины представлен сочетанием двух модулей: один является источником питания, второй – лазерная головка.

В некоторых случаях в комплект поставки включается устройство видеонаблюдения, которое позволяет удаленно контролировать процесс.

Лазерная установка действует следующим образом:

На момент включения устройства оно сканирует поверхность для проверки наличия очагов ржавчины. При этом современные технологии позволяют определить глубину и характер повреждения. Тестирование проводит лазерный луч малой мощности.
После того как было прекращено тестирование изделия устройство само выбирает мощность луча. Кроме этого, подобный параметр можно настроить в ручную. Этого показателя должно быть достаточно для того, чтобы ржавчина испарилась.

Современное оборудование способно в автоматическом режиме определять полное очищение металла от различных загрязняющих веществ, после чего останавливать процесс обработки. Мощность установки может варьировать в большом диапазоне, к примеру, у недорогих установок показатель 12-20 Вт. Мощные модели для профессионального применения имеют показатель мощности около 1000 Вт.

Преимущества способа

Применение современных разработок при создании рассматриваемого метода обработки определяет то, что он характеризуется большим количеством преимуществом. Примером можно назвать следующие моменты:

При работе не происходит образование токсичных веществ, которые могут оказывать негативное воздействие на организм человека.
Технология обработки не приводит к образованию шума. При механическом воздействии может образовываться большое количество шума, который может создавать существенный дискомфорт.
Высокая эффективность и качество получаемого изделия. Другие методы удаления ржавчины не позволяют достигнуть столь высокого результата. При этом исключена вероятность допущения ошибки, так как человек не контролирует качество очистки.
Есть возможность применять метод очистки лазером в случае, когда поверхность представлена комбинированием различных материалов. Примером можно назвать случай, когда на стальной пластинке есть кожаная и другая отделка.
Устройство просто в использовании. Как правило, установка выбирает оптимальные режимы работы в автоматическом режиме. Можно вводить информацию в ручную, для чего есть специальный пульт или дисплей.
Нет потребности в различных расходных материалах. При применении метода очистки химикатами требуется достаточно большое количество реагентов, которые в последствии не пригодны для использования.

Часто можно встретить мнение, что создаваемое излучение оказывает негативное влияние на зрение оператора. Проведенные исследования указывают на безопасность направленного луча.

Кроме этого, многие станки имеют специальный защитный кожух, а оператор должен работать в защитных очках.

Лазерная очистка металла может проводится и в ручном режиме. В подобном случае лазерная очистка подразумевает применение пульта дистанционного управления.

Лазерная очистка в ручном режиме

Современные модели практически полностью автоматизированы. При этом оператор не находится в непосредственной близости от устройства, наблюдает за происходящим через систему видеонаблюдения.

Область распространения метода очистки лазером весьма обширна. Большая стоимость оборудования определяет то, что оно приобретается для работы с ответственными и дорогостоящими изделиями.

Результат очистки лазером

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Лазерная очистка поверхности

В то время, как лазерная сварка, прошивка отверстий и резка известны уже многие годы, технология лазерной очистки все еще считается нишевой. Она долгое время не применялась в промышленности, несмотря на возможность удаления большей части органических загрязнений.

Сегодня широкий спектр систем на основе импульсных лазеров находит свое применение для очистки или удаления покрытий. Лазерное оборудование применяется для удаления слоя краски с деликатных поверхностей, снятия изоляции с проводов, отчистки поверхности, удаления остатков вулканизации резины на пресс-формах для покрышек и пр. Все эти операции в том или ином роде могут быть отнесены к «очистке».

Почему лазерное излучение?

Развитие лазерной очистки произошло под влиянием потребности в неабразивной и безопасной очистке, способной заменить использование химических растворителей и механических абразивных систем.

Одной из ключевых проблем, характеризующих большинство традиционных методов очистки, является повреждение подложки и негативное влияние на окружающую среду. Абразивная очистка повреждает деликатные поверхности и сопровождается большими объемами загрязнения. Использованию же химических растворителей сопутствуют жидкие отходы и потенциально опасные испарения. Подобные проблемы и привели к созданию первых чистящих лазерных систем.

К преимуществам лазерной очистки поверхности относятся следующие:

бесконтактный / неабразивный процесс;
отсутствие химических растворителей или частиц абразива;
снижение объемов загрязнений;
возможность автоматизации;
безопасность.

Как работает лазерная очистка поверхности

Практически все технологии лазерной очистки основываются на импульсном лазерном излучении, при этом значения выходной мощности, длины волны излучения и параметров самого импульса могут значительно отличаться.

Сверхкороткие импульсы (порядка нано- – микросекунд) с мощностью в несколько миллионов Ватт направляется на очищаемую поверхность. Воздействующая энергия приводит к взрыву загрязнения, часть которого испаряется, а остатки рассеиваются в виде пыли, и могут быть удалены системой фильтрации. Этот процесс повторяется до достижения необходимой глубины снятия. Лазерное излучение поглощается органическими материалами, такими как краска, изоляция или резина. Металлические поверхности, такие как формообразующая для покрышки или медная жила, отражают лазерное излучение. В результате на подложку не оказывается механического, химического или теплового воздействия.

Глубина абляции может контролироваться с точностью до 5-10 мкм, что делает возможным выборочное удаление покрытий. Это особенно важно, если необходимо удалить только часть из многослойной окраски, удалив верхний слой, без повреждения подложки.

Существует целый ряд импульсных лазеров на YAG:Nd, CO₂ и диодные. Для очистки поверхности доказывают свою эффективность CO₂-TEA лазеры, и до сегодняшнего дня большинство установок по лазерной очистки строится на их основе*.

Применение и экономика

В технологии лазерной очистки можно различить микро-, макро- и крупно-масштабные применения. Что касается стоимости вложений, то они напрямую зависят от требуемой мощности лазера, определяющей, как быстро необходимо производить очистку и каков объем удаляемого материала.

В электронной индустрии существует потребность в зачистке проводов для проведения приварки или припайки разъемов, клемм или соединителей. Так, изоляция на тонких проводах, таких как плоские, может эффективно удаляться, без повреждения медного проводника. В отличие от механической зачистки, лазер способен удалять изоляцию толщиной от 1 мкм или серебряное покрытие проводника, без воздействия на слой с антикоррозийной защитой. Лазерные установки позволяют выполнять тонкие надрезы и формировать окна на тонких проводах, печатных платах и подобных компонентах с большей точностью и гибкостью, чем механические способы.

На автомобильные тормозные системы или системы охлаждения наносят полиамидные покрытия, защищающие их от износа и коррозии. Для установки выводов необходимо зачищать покрытие на концах трубок. Лазерные системы способны успешно удалять покрытие без повреждения мягкой алюминиевой сердцевины.

Для таких применений бюджет систем начинается от $ 150 000, а производительность системы может достигать скоростей в одно изделие за несколько секунд, в зависимости от удаляемого материала.

При производстве изделий из резины и при производстве покрышек возникает потребность в очистке форм после того, как форма выполнит несколько сотен изделий. Пресс-формы, в которых происходит остывание, необходимо демонтировать и очищать при помощи механических установок или химических растворителей. Процесс отнимает много времени, а также может повредить дорогую оснастку. Очистка формы для покрышки типового пассажирского автомобиля занимает около восьми машинных часов, и примерно столько же времени уходит на сопутствующие работы. Применение лазера позволяет очищать формы без демонтажа, непосредственно на рабочем станке, при этом, без возможных повреждений. Мобильная лазерная установка способна за 45–60 минут очистить пресс-форму для покрышки, площадь которой составляет немногим меньше 1 м 2 .

Подобные системы используют пять из десяти крупнейших производителей автопокрышек, каждому из которых такая установка обошлась в $500 000.

В качестве других примеров макро–применений, в том числе мобильных, можно привести удаление краски с аэрокосмических приборов, деталей автомобилей и т.п.

С начала 1990-х коммерческие и военные самолеты должны регулярно очищаться от краски для проведения D-check проверок и работ по обслуживанию. С увеличением законодательных запретов на применение химических растворителей лазерные технологии могут предложить потенциальную замену. Вместе с этим, лазерная очистка разрабатывается для удаления красок на основе свинца с мостов и корпусов кораблей.

Многочисленные научно-исследовательские проекты совместно с промышленниками и при финансовой поддержке государственных институтов дали неоднозначные результаты. На сегодняшний день лишь небольшое число промышленных лазерных систем используются для снятия краски с деталей самолетов и вертолетов, что доказывает потенциал данной технологии. При этом, шагов к полной зачистке воздушных судов, железнодорожных вагонов или зданий от краски не было сделано до сих пор.

Применяемые в автоматизированных линиях на базе многокиловаттных лазеров решения обходятся в $1 – 2 млн., позволяя очищать 10 – 20 м 2 /час. Существует также возможность повысить производительность.

Оборудование для лазерной очистки

Из-за многообразия задач и деталей установки по лазерной очистке редко бывают оборудованием «со склада». Ключевым в подобных системах является принцип перемещения луча по детали. В некоторых решениях луч сканируется по поверхности (так например, при очистке пресс-форм, снятии краски), в то время как в других луч остается неподвижным, над перемещающейся деталью (удаление изоляции проводов).

Подготовлено по материалам:
JÖrg Jetter – Laser surface cleaning [ILS]

* Прим. переводчика: Оригинальная статья была опубликована в [ILS] в 2002 году и отражает ситуацию на тот момент времени.

Читайте также: