레이저 청소 및 레이저 표면 거친 정밀 판금 제조 오늘날의 업적은 레이저 기술 없이는 불가능합니다. 레이저 절단은 이미 유비쿼터스이며 레이저 용접 (자동 또는 매뉴얼)도 빠르게 인기를 얻고 있습니다. 그러나 레이저는 단순한 자르고 용접 이상을 수행하면 청소할 수 있습니다. 레이저 청소 기술은 아직 인기를 얻지 못했지만 페인트 및 녹 제거와 같은 응용 분야에서 특히 항공 우주 및 자동차와 같은 산업의 특수 청소 응용 분야에서 자체적으로 확립되었습니다. 대부분의 레이저 청소 장비는 스캐닝 광학을 사용하여 레이저 빔을 초당 몇 미터 속도로 움직여 원하는 모양 (예 : 원 또는 사각형)으로 표면에 투사합니다.
레이저 청소는 정확히 무엇입니까?
레이저 청소에는 두 가지 주요 범주에 속하는 다양한 프로세스가 포함됩니다. 하나는 표면 오염 물질을 제거하고, 다른 하나는 특정 코팅, 접착제 결합 또는 기타 적용 요구를 수용하기 위해 표면의 "조각"또는 "텍스처링"입니다. 오염 물질 제거 ( "청소"라고 함)와 레이저 텍스처링은 유사하거나 동일한 장비를 사용할 수 있지만 두 프로세스는 별개이며 제조업체는 요구에 따라 다른 범주 중에서 선택합니다.
레이저는 얼마나 깨끗합니까?
핵심에서 레이저 청소는 녹 및 원치 않는 페인트와 같은 표면 오염 물질을 제거하는 것입니다. 장비에는 종종 레이저에 의해 제거되는 오염 물질을 포착하는 촉기 추출 시스템이 장착되어 있습니다. 티타늄 청소와 같은 일부 중요한 항공 우주 응용 분야에서 산화물 형성을 방지하기 위해 차폐 가스가 사용됩니다. 많은 일반적인 응용 분야에서 레이저는 표면 오염 물질을 제거하여 작동합니다. 절제 (고체를 가스로 직접 변환)는 오염 물질의 절제 임계 값이 염기 금속의 제거 임계 값보다 훨씬 낮을 때 가장 잘 작동하여 레이저가 금속 표면에 영향을 미치지 않고 오염 물질을 분무 할 수 있습니다. 레이저에 의해 전달되는 에너지는 제거되는 재료에 따라 다양한 방식으로 청소 작동을 수행합니다. 예를 들어, 레이저는 표면에 열 충격 효과를 생성하여 녹과베이스 메탈과 같은 표면 잔해 사이의 열 팽창 계수의 차이를 유발하고 충격은 표면에 녹 입자의 "쉐이크 오프"를 생성합니다. 다른 경우, 레이저의 열은 제거되는 재료를 태우며, 이는 일반적으로 페인트 또는 기타 유기농 코팅입니다.
오일 오염은 레이저에 투명하므로 절제 또는 열 충격으로 제거되지 않습니다. 이 경우 레이저는 오일의 특정 부분을 "끓입니다". 구체적으로, 레이저는 금속 표면의 작은 영역을 가열하여 오일 액 적이 표면에서 공기로 점프하여 Fume 추출 시스템이 이러한 액 적을 포착합니다. "이러한 애플리케이션에서 Fume 추출 시스템은 레이저 자체만큼 중요합니다.
레이저 텍스처링 표면
레이저는 다른 도구와 일치하기 어려운 정밀도를 제공합니다. 레이저 전원, 펄스 지속 시간 및 빔 프로파일을 조정하여 프로세스가 의도 된 부분 만 제거하고 다른 영역이 영향을받지 않도록합니다. 레이저 청소가 기본 금속을 그대로 유지하면서 오염 물질을 제거하는 것처럼 레이저 텍스처링도 정확한 제어로 수행 할 수 있습니다. 이러한 공정에서, 레이저 빔은 일반적으로 빔의 중심에 높은 에너지를 갖는 가우스 빔이며, 이는 금속 층을 제거하고 그 아래의 금속이 고체에서 액체로, 다시 고체로 순간 상태 변화를 겪게한다. 이 프로세스는 일반적으로 단일 모드 레이저를 사용하여 매우 작은 스팟 크기를 가능하게하여 매우 정확한 텍스처를 만듭니다. 레이저 텍스처링은 모래 입자의 물리적 영향보다는 레이저의 열로 표면을 완전히 처리하는 완전히 다른 방식으로 작동하지만, 각 모래 곡물의 크기가 정확하게 제어되는 폭발로 유추 할 수 있습니다. 일부 금속 제조 응용 분야에서, 레이저 텍스처링은 표면을 정확하게 패턴하여 특성을 소수성으로 만드는 것과 같은 특성을 변화시킬 수 있습니다. 이러한 정밀 텍스처링 응용 프로그램은 일반적으로 매우 짧은 맥박 지속 시간이있는 레이저를 사용하며, 일반적으로 피코 초 또는 펨토초로 측정됩니다. 다른 많은 텍스처링 응용 분야는 그릿 또는 청소 화학 물질을 사용하지 않고 코팅을위한 금속 표면을 준비하는 데 사용됩니다.
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자동화 된 응용 프로그램
로우 믹스, 대량 환경에서 자동 레이저 청소가 점점 일반화되고 있습니다. 예를 들어 배터리 용접 청소는 일반적인 응용 프로그램입니다. "이 시스템은 수백만 부품을 처리하여 초당 여러 워크 피스를 용접하여 표면을 청소합니다." 스탬핑 후 윤활 제거는 또 다른 증가하는 응용 프로그램입니다. 이전에,이 작업은 금속 및 기타 잔해로 쉽게 오염되고 다루기가 어렵고 비용이 많이 드는 대량의 물을 사용하여 코팅을위한 스탬핑을 준비하기 위해 큰 세척 라인에 의존했습니다. 채권 준비는 또 다른 중요한 응용 분야, 특히 레이저 텍스처링입니다. 경우에 따라, 하우징은 특정 텍스처 또는 패턴으로 표면과 일치하는 특정 접착제로 조립해야 할 수도있다. 브레이크 패드 제조는 브레이크 패드가 배치되기 전에 금속 표면을 텍스처링하는 비슷한 기술을 사용합니다.
샌드 블라스팅 교체?
레이저 용접의 속도와 품질 이점은 잘 알려져 있기 때문에 상점 바닥에 점점 더 많이 나타나고 있습니다. 레이저 텍스처링이 샌드 블라스팅을 대체 할 수 있습니까? 자동화 된 장비는 대량의 저 혼합 상황, 특히 간단한 부분 형상의 경우 잘 작동합니다. 그러나 부품이 더 복잡해지고 부품 조합이 커짐에 따라 자동화의 어려움이 증가합니다. 이것은 레이저 텍스처링의 특성과 관련이 있는데, 이는 빔이 금속 표면에 수직 또는 가능한 한 수직에 가깝게 빔을 필요로합니다.
새로운 대안
제거 해야하는 오염 물질과 표면 준비 요구 사항에 따라 레이저 청소 및 텍스처링이 모든 경우에 적합하지 않습니다. 예를 들어, 레이저는 특히 높은 처리량이 필요한 자동화 된 환경에서 두꺼운 핫 롤 플레이트에서 밀 스케일을 제거하는 데 적합하지 않습니다. 그럼에도 불구하고 레이저 청소 및 텍스처링은 특히 숙련 된 근로자를 찾고있는 산업에서 큰 잠재력을 보여줍니다. 샌드 블라스팅 및 화학적 세정제는 종종 환경을 깨끗한 것보다 적게 만듭니다. Laser Photonics의 컨텐츠 관리자 인 Miller Cordeiro는“많은 사람들이 제조에서 더 친환경적이고 지속 가능한 프로세스를보고 싶어합니다. "레이저 청소 및 유사한 기술은 제조업체에게 더 많은 옵션을 제공하면서 투자 수익을 향상시킬 수 있도록 도와줍니다." 모든 그릿과 화학 물질을 레이저로 교체하고 올바른 안전 프로토콜 (PPE, 가벼운 안전, 적절한 레이저 안전 유리가있는 인터 로크 인클로저)을 교체하면 공장 바닥을 더 깨끗하고 매력적인 장소로 만들 수 있습니다. 끊임없이 노동자를 유치 할 수있는 새로운 방법을 찾고있는 산업의 경우 더 나은 작업 환경을 조성하는 것이 확실히 좋은 생각입니다.
