Лазерная очистка металла как бизнес

Обновлено: 05.10.2024

Считал, что самая эффективная очистка металла от ржавчины, краски или других загрязнений – это пескоструйная обработка. Справляется со всеми видами загрязнений, но имеет ряд недостатков (о них ниже).

Попадались видео с каким-то фантастическим процессом очистки железных деталей с помощью лазера. Тогда думал, что это единичные прототипы. Оказалось – это массово производимое оборудование.

В Китае много производителей подобного оборудования. Но оно имеет космическую стоимость (об этом чуть ниже).

Согласитесь, выглядит как кадры из фантастического фильма. Что это и как это работает? Стационарное оборудование выглядит так:

Лазер для очистки загрязнений на металле в стационарном исполнении. Излучатель – как бластер из фантастики. Этот прибор можно приобрести и на aliexpress — ссылка.

Но вернемся к прибору. Как уже понятно, в самом корпусе прибора находится лазер. Работает лазер в импульсном режиме, но частота импульсов столь огромна, что воспринимается в виде непрерывного излучения. Лазерный луч по оптоволоконному кабелю подходит к излучателю в виде пистолета и рассеивается узкой полосой. Слой ржавчины или слой краски поглощают излучение, моментально нагреваются и испаряются. Очищенная металлическая поверхность имеет зеркальный эффект и уже не так нагревается для того чтобы испарятся.

Там где был глубокий слой ржавчины – прибором небольшой мощности нужно пройти 2-3 раза. Слой металла тоже может испаряться, но не так, как загрязнения.

Видео с работой китайского ранца лазерной очистки мощностью импульса всего 100 Вт:

Нашел российского производителя такого оборудования, который производит как переносные, так и стационарные установки для очистки металла:

Мощность ранца: 50 Вт или 100 Вт. Стационарный прибор мощностью 200, 500 или 1000 Вт. У ранца воздушное охлаждение, у стационарного – водяное. Цену производитель предоставляет по запросу.

Из всей этой информации понятно, что самый главный недостаток такого оборудования – высокая цена. Именно поэтому оно практически не имеет распространения. Из достоинств: отсутствие расходных материалов. Себестоимость очистки металла – 1,5 руб/м2 (стоимость электроэнергии). Мобильность установки. Скорость работы. Безопасность при соблюдении простых правил. Лазер не создает микро неровности как пескоструйная обработка (более высокое качество обработки).

Если сравнивать с недостатками пескоструйной обработки: пескоструй делает поверхность неровной, если даже до этого краска была нанесена на гладкое основание. Особенно на пластичных основаниях. Про песок, как расходный материал – это отдельный разговор. Он должен быть сухой, калиброванный (просеянный). Профессиональные пескоструйные установки имеют стоимость до 100 тыс. руб. и более. Но не миллионы, как аппарат лазерной очистки.

Возможно, когда-то в будущем лазеры будут иметь вполне доступную стоимость и каждый автосервис или мастер вместо пескоструйного аппарата будет работать прибором лазерной очистки или даже сварки. За какую цены Вы бы приобрели такой аппарат – напишите в комментариях?

Лазерная очистка материалов

Промышленная очистка поверхностей как отдельное направление технологического развития сформировалось довольно давно. При этом как правило очистка не очень заметна при рассмотрении отдельных процессов в промышленности, хотя и является важным, а в некоторых случаях крайне важным процессом в цикле производственной деятельности. Важность промышленной очистки определяется тем, что она напрямую влияет на качество выпускаемой продукции, ее функциональность и безопасность!

Современными методами отчистки материалов являются:

химический,
термохимический,
термический,
механический, включая пескоструйный.

Все эти технологии имеют свои преимущества и недостатки. К недостаткам большинства методов можно отнести трудоемкость, ресурсозатратность, неэкологичность, и недостаток эффективности.

Однако, есть инновационная технология, которая превосходит многие из них.

Речь идет о технологии промышленной лазерной очистки.

Рис. 1. Пескоструйная или дробеструйная обработка

Рис. 2. Химическая обработка

Лазерная очистка поверхностей

Бельгийская компания «P-Laser» является основоположником этой технологии и продолжает разрабатывать, развивать, и внедрять оборудование лазерной очистки по всему миру. Более чем за 25 лет работы ИТР персоналом компании накоплен уникальный опыт в области промышленной очистки в различных видах промышленности и социальной сферы. Компания «P-Laser» смогла объединить все преимущества лазера и накопленный обширный опыт в области очистки различных материалов и соответствующих методов очистки воедино.

Промышленная лазерная очистка – или абляция – это процесс очистки/снятие инородного слоя материала с обрабатываемой твердой поверхности путем облучения его лазерным лучом.

Рис. 3. Система лазерной очистки

Рис. 4. Принцип действия

О ТЕХНОЛОГИИ

Принцип действия работы установок лазерной очистки компании «P-Laser» заключается в том, что целевой материал, путем поглощения энергии от излучения лазера очень быстро нагревается, что приводит к его испарению или растрескиванию. При этом поверхность, расположенная ниже не подвергается воздействию и остается не тронутой, т.е. готовой к дальнейшему технологическому процессу.

Регулируя мощность излучения, скорость сканирования и режим очистки, можно с высокой точностью контролировать количество удаляемого инородного материала.

Технология лазерной очистки в большинстве случаев превосходит по эффективности другие известные методы промышленной очистки и не имеет их недостатков. Лазерная очистка с широким спектром действия является самым чистым методом индустриальной очистки так как воздействует только на тот слой, который требуется удалить, оставляя базовый материал не тронутым. При этом эффективность процесса значительно увеличивается.

При соблюдении минимальных требований ТБ и правильном подборе средств индивидуальной защиты процесс лазерной очистки является абсолютно безопасным для оператора и окружающего персонала.

Рис. 5. Процесс лазерной очистки

К преимуществам технологии можно отнести следующее:

электроэнергия является единственным потребляемым ресурсом,
обрабатываемый материал не разрушается в процессе воздействия,
более высокая степень отчистки достигается путем регулировок и подбора режимов работы,
легкость применения и интеграция в технологические процессы,
отсутствие отходов, только пыль,
возможно локальное и ограниченное по площади воздействие,
возможно селективное и послойное снятие обрабатываемых слоев,
низкий уровень шума,
отсутствие необходимости переоснащения,
низкая эксплуатационная стоимость,
надежность.

ПРИМЕНЕНИЕ

Технология и оборудование «P-laser» многократно опробована и широко используется заказчиками по всему миру. В том числе очень широко применяется в нефтегазовой отрасли.

Основными видами применения лазерной очистки являются:

1. Подготовка ответственных деталей к дефектоскопии:

очистка сварных швов сосудов, работающих под давлением,
очистка сварных швов и соединений нагруженных элементов и конструкций,
очистка труб различного сортамента (ОК, НКТ, СБТ, ГНКТ), а также штанги погружных насосов.

Рис. 6. Подготовка деталей к дефектоскопии

2. Очистка уплотняющих поверхностей:

очистка фланцев,
уплотнительных поверхностей насосов, емкостей и сепараторов.

Рис. 7. Очистка уплотняющих поверхностей

3. Производство труб большого диаметра:

очистка поверхностей перед нанесением защитных покрытий,
удаления окисленного слоя с привариваемых торцов.

4. Производство нефтегазового оборудования:

очистка поверхностей перед нанесением покрытий,
удаления окисленного слоя с привариваемых торцов.

5. Очистка вращающегося оборудования:

6. Обслуживание оборудования и машин:

очистка труб (НКТ, СБТ),
обслуживание грузовой техники,
обслуживание ДВС,
обслуживание ГТУ,
обслуживание электрических контактов,
обслуживание теплообменных аппаратов.

7. Подготовка к нанесению покрытий:

подготовка металлических поверхностей к нанесению ЛКМ и антикоррозионных покрытий,
удаление цвета побежалости с поверхностей нержавеющей стали.

8. Снятие покрытий и обезжиривание:

снятие краски с поверхности бурового комплекса,
снятие краски с поверхности оборудования и инфраструктуры.

Рис. 8. Снятие ЛКП

Примеры использования технологии лазерной очистки «P-LASER» в промышленности

Удаление ржавчины с поверхности

Ржавчина является самым распространенным видом загрязнения, образующимся в ходе реакции железа и его сплавов таких как сталь с кислородом в присутствии воды или влажного воздуха. Лазерная очистка позволяет очищать металлические поверхности различной конфигурации и формы, от самых простых до самых сложных, от самых недоступных крошечных мест до поверхностей с большой площадью. По сравнению с традиционными видами очистки, лазерная очистка не оставляет побочных видов загрязнений таких как (дробь, песок, СО₂, химические реагенты и т.д.), и не требует дополнительных ресурсов только электричество.

Рис. 9. Снятие ржавчины с поверхности металла

Очистка шва нержавеющей стали после сварки

В независимости от вида процесса сварки (автоматизированной или ручной, см. изображение), лазерная очистка с легкостью удаляет цвет побежалости с поверхностей нержавеющих сталей. Данная технология позволяет избежать использование химических реагентов и значительно сократить время требуемый для очистки изделий.

Рис. 10. Снятие цвета побежалости

Очистка сварного шва стали перед дефектоскопией

Лазерная очистка позволяет очищать металлические поверхности различной конфигурации и форм. Обезжиривает и подготавливает сварной шов и пространство вокруг шва к дальнейшей дефектоскопии. Сфокусированный лазерный импульс позволяет с легкостью проникать в мелкие трещины и впадины, находящиеся на поверхности обрабатываемого материала и удалять инородный слой, что невозможно достичь при механической обработке.

Рис. 11. Очистка сварного шва

Очистка поверхности алюминия от оксидной пленки

Оксидный слой или оксидная пленка возникают на поверхности алюминия или сплавов на его основе при естественном контакте с окружающей средой т.е. в процессе окисления с кислородом. В свою очередь оксидный слой служит для защиты изделий от дальнейшего коррозионного воздействия, но может оказывать неблагоприятное воздействие на технологический процесс при дальнейшем сваривании или склеивании. Лазерная очистка позволяет снимать данный оксидный слой с поверхности, тем самым улучшая адгезию или свариваемость.

Рис. 12. Снятие оксидного слоя

Удаление ЛКМ с поверхности металла слой за слоем

Оборудование лазерной очистки позволяет произвести полное, селективное или послойное удаление ЛКП с различных поверхностей металлов. Данный результат достигается при правильно подобранном режиме обработки за счет использования специального программного обеспечения, мощности излучения и подходящей оптической линзы.

Рис. 13. Селективное или послойное снятие ЛКП

Очистка стали от нагара

Лазерная очистка с легкостью и без повреждения обрабатываемой поверхности может снимать следы нагара, вызванные контактом с горячими нефтепродуктами (например, масло или нефть). Также с помощью лазера можно с легкостью удалять следы и остатки продуктов, возникающие после вулканизации сырой резины.

Рис. 14. Снятие следов нагара масла и нефтепродуктов

Сервис и услуги

В промышленных целях используются следующие виды установок:

QF-50, мощность 50 Вт
QF-100, мощность 100 Вт
QF-500, мощность 500 Вт
QF-1000, мощность 1000 Вт

Для обработки больших площадей в промышленных масштабах на производстве часто используются установки QF-500 и QF-1000. Данные системы имеют очень высокую производительность ~ 10-40 м 2 /час.

Рис. 15. Система лазерной очистки

Для локальной очистки используются установки QF-100. При этом установки могут быть в компактном или мобильных исполнениях корпуса. Данные системы имеют высокую производительность ~ 5-10 м 2 /час. Длина оптоволоконного кабеля может быть до 3-10 м.

Региональный эксклюзивный дистрибьютер компании «P-laser» в Российской федерации и странах СНГ, компания «DY-Laser» проработает вопросы применения и автоматизации оборудования лазерной очистки совместно с Заказчиком для адаптации под конкретные условия, а также окажет услуги по очистке.

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.

Читайте также: