L'essenza della pulizia laser risiede nell'elevata densità di energia del raggio laser irradiato sulla superficie del pezzo, in modo che sporco, ossidazione, placcatura o rivestimento, ecc., vengano fusi, ablati, evaporati o rimossi istantaneamente tramite il calore, ottenendo così una superficie pulita senza danneggiare il substrato. Questo processo rappresenta la scelta ideale per una nuova generazione di tecnologie di pulizia industriale.
Tipo di laser Materiali applicabili
Lo sviluppo del laser ha al contempo promosso il rapido sviluppo della tecnologia di pulizia laser in Cina, che è diventata una tecnologia di pulizia indispensabile in settori come quello industriale, navale, aerospaziale e in altri settori manifatturieri di alta gamma, tra cui la rimozione di residui di gomma dalla superficie degli stampi per pneumatici, la rimozione di contaminanti di olio siliconico dalla superficie delle pellicole d'oro e la pulizia di alta precisione nell'industria microelettronica.
La rimozione di ruggine, vernice, olio e ossido dalle superfici metalliche è l'applicazione più attuale nel campo della pulizia laser. Tra i vari laser esistono differenze in termini di lunghezza d'onda, potenza e altri parametri importanti; materiali e tipi di sporco diversi richiedono lunghezze d'onda e potenza laser differenti, pertanto, nella pratica, è necessario scegliere il metodo di pulizia laser più adatto in base alla situazione specifica.
Dopo numerose verifiche sperimentali condotte dal team di ricerca e sviluppo di MavenLaser, il laser MOPA e il laser composito sono i laser più utilizzati nel mercato della pulizia, seguiti da un numero minore di applicazioni di laser a biossido di carbonio, laser ultravioletti e laser a emissione continua.
1. Pulizia laser pulsata MOPA per la pulizia di superfici di vari materiali
La cavità risonante del sistema laser a fibra MOPA è costituita dalla fibra ottica stessa, e l'oscillatore principale (MO) è un laser a bassa potenza, generalmente scelto in base alla sua lunghezza d'onda appropriata. Il diodo laser (LD) a bassa potenza può modulare direttamente i parametri di uscita tramite la corrente di pilotaggio, e la luce di segnale generata dal diodo laser viene quindi accoppiata al sistema di amplificazione di potenza (PA) tramite un cavo di collegamento (pigtail) per l'amplificazione della luce di segnale.
Il laser MOPA è il sistema di pulizia laser più diffuso, poiché il sistema laser a fibra MOPA può essere accoppiato in modo preciso al sistema della sorgente del segnale di seed per l'amplificazione, senza alterare le caratteristiche del laser come la lunghezza d'onda centrale, la forma d'onda dell'impulso e la larghezza dell'impulso. Pertanto, la dimensione di regolazione dei parametri è maggiore e più ampia, adattandosi a diversi scenari applicativi e a diversi materiali, con un intervallo di finestra di processo più ampio, per soddisfare le esigenze di pulizia superficiale di vari materiali.
Inoltre, il laser MOPA ha un elevato margine di energia laser, che può essere ulteriormente migliorato perfezionando il dispositivo di pulizia laser, ad esempio aumentando il punto di lavorazione laser, integrando sistemi intelligenti, ecc., per realizzare un aggiornamento delle apparecchiature di pulizia laser. Vale la pena menzionare che, grazie alle eccellenti prestazioni e alla flessibilità di applicazione del laser MOPA, questo trova particolare impiego nelle batterie per energie rinnovabili e in altri settori emergenti.
| Nuova batteria di potenza | Pulizia dei poli delle batterie al litio, pulizia dei pilastri dei poli, pulizia della porta di iniezione del liquido, pulizia del coperchio, pulizia della pellicola blu, ecc. |
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Aerospaziale | Pulizia di parti del motore prima e dopo la saldatura, pulizia del serbatoio di stoccaggio del veicolo di lancio prima e dopo la saldatura, rimozione della vernice da materiali compositi, rimozione dell'agente distaccante, rimozione del rivestimento dell'aeromobile, rimozione del sigillante, pulizia degli stampi |
| Prodotti di muffa | Stampi per pneumatici, stampi per incapsulamento, stampi a iniezione, stampi per anelli di tenuta, stampi per alimenti, ecc. per rimuovere lo strato di carbonio |
| Industria 3C | Selezione e rimozione della vernice dai circuiti stampati, pulizia dei wafer, rimozione della vernice dalle custodie dei telefoni cellulari, pulizia delle dime per il rivestimento PVD. |
| Produzione automobilistica | Pulizia della carrozzeria prima della saldatura, pulizia delle ruote, rimozione della vernice da aree selezionate della carrozzeria, pneumatici silenziosi |
| Navi marine | Pulizia pre e post-saldatura, rimozione della vernice dai pezzi, pulizia per la rimozione dell'olio |
| manutenzione di ponti e autostrade | Rimozione della vernice dalle parti strutturali dei ponti, rimozione della ruggine, rimozione della vernice dai guardrail autostradali |
| Trasporto ferroviario | Pulizia della carrozzeria in alluminio prima e dopo la saldatura, pulizia automatica delle coppie di ruote, pulizia del carrello, pulizia del motore, ecc. |
| Petrolchimici | Rimozione di rivestimenti da piattaforme petrolifere offshore, rimozione di vernice da oleodotti, rimozione di ruggine, ecc. |
| industria alimentare | Teglie da forno in metallo, stampi, ecc. |
| Macchina sottovuoto | Rimozione della vernice dal fondo e dalle pareti delle tazze isolanti |
| Altri settori | Filtro dell'olio in metallo, pulizia del tubo del filtro, lucidatura dell'acciaio inossidabile, rimozione della ruggine tramite laser, rimozione dell'ossido |
2. Pulizia laser composita, la scelta migliore per la rimozione della vernice
La pulizia laser dei compositi avviene tramite un laser a semiconduttore a emissione continua di calore, che induce gli adesivi da pulire ad assorbire energia, vaporizzandosi e generando nuvole di plasma. Questo processo genera una pressione di espansione termica tra il materiale metallico e gli adesivi, riducendo la forza di adesione tra i due strati. Quando il laser emette un fascio laser pulsato ad alta energia, l'onda d'urto vibratoria risultante stacca gli adesivi dalla superficie metallica, consentendo una pulizia laser rapida.
Rimozione della vernice dall'involucro della cella di alimentazione
Pulizia composita laser: grazie alla combinazione funzionale di laser continuo e laser pulsato, si ottiene una doppia caratteristica di lavorazione. Velocità elevata, alta efficienza e qualità di pulizia più uniforme. Per materiali diversi, è possibile utilizzare contemporaneamente diverse lunghezze d'onda del laser per rimuovere le macchie.
Rimozione della vernice dai motori a forcina
Attualmente, la pulizia composita laser è ampiamente utilizzata in ambito navale, nella riparazione di automobili, negli stampi in gomma, nelle macchine utensili di alta gamma, nel settore ferroviario e nella protezione ambientale, nonché in altri campi, per rimuovere efficacemente resina, vernice, olio, macchie, sporco, ruggine, rivestimenti, placcature e strati di ossido dalla superficie degli oggetti.
Ad esempio, nella pulizia laser di materiali di rivestimento più spessi, l'emissione di energia multi-impulso di un singolo laser ha un costo elevato; l'utilizzo di una pulizia composita laser pulsato-laser a semiconduttore può migliorare rapidamente ed efficacemente la qualità della pulizia, senza causare danni al substrato. Nella pulizia laser di leghe di alluminio e altri materiali altamente riflettenti, la riflettività di un singolo laser e altri problemi sono presenti. L'utilizzo di una pulizia composita laser pulsato-laser a semiconduttore, grazie al trasferimento di conducibilità termica del laser a semiconduttore, aumenta il tasso di assorbimento di energia dello strato di ossido superficiale del metallo, consentendo al raggio laser pulsato di rimuovere più rapidamente lo strato di ossido, migliorando così in modo più efficace l'efficienza di rimozione, in particolare aumentando l'efficienza di verniciatura di oltre 2 volte.
3. Pulizia laser a biossido di carbonio, la scelta migliore per la rimozione di materiali non metallici.
I laser a CO2 sono laser a gas che utilizzano CO2 come gas di lavoro, riempiti con CO2 e altri gas ausiliari (elio, azoto e una piccola quantità di idrogeno o xeno), che offrono una migliore direzionalità, monocromaticità e stabilità di frequenza. Poiché il tubo di scarica è solitamente realizzato in vetro o quarzo, esistono due tipologie comuni di laser a CO2: i laser a CO2 con tubo in vetro e i laser a CO2 a radiofrequenza con tubo metallico.
Rimozione delle gengive
4. Pulizia laser UV per dispositivi di precisione
I principali laser UV utilizzati per la microfabbricazione laser sono i laser a eccimeri e i laser a stato solido. I laser UV con lunghezza d'onda corta e alta energia del singolo fotone possono rompere direttamente i legami chimici tra i materiali, che vengono rimossi dalla superficie sotto forma di gas o particelle. La zona termicamente alterata generata durante il processo è ridotta, il che offre vantaggi unici nella microfabbricazione di materiali come Si, GaN e altri semiconduttori, quarzo, zaffiro e altri cristalli ottici, nonché poliimmide (PI), policarbonato (PC) e altri polimeri, migliorando efficacemente la qualità della produzione.
Pulizia dei pin del chip
Il laser UV è considerato la migliore soluzione di pulizia laser nel campo dell'elettronica di precisione. La sua caratteristica principale è la tecnologia di micro-lavorazione a freddo, che non altera le proprietà fisiche dell'oggetto, consentendo una lavorazione superficiale precisa e di precisione. Trova ampia applicazione in diversi settori, come le telecomunicazioni, l'ottica, il settore militare, le indagini penali e quello medico. Ad esempio, l'era del 5G ha generato una forte domanda di lavorazione per i circuiti stampati a superficie piana (FPC). L'utilizzo di macchine laser UV permette la micro-lavorazione a freddo di precisione di FPC e altri materiali.
5. Pulizia continua con laser a fibra per rimuovere la ruggine superficiale dalle superfici metalliche.
Il laser a fibra continua funziona pompando luce dalla sorgente di pompaggio attraverso un riflettore accoppiato al mezzo di guadagno. Poiché il mezzo di guadagno è una fibra drogata con elementi delle terre rare, la luce di pompaggio viene assorbita, l'energia del fotone assorbito fa saltare il livello energetico dello ione delle terre rare e si verifica un'inversione del numero di particelle. Dopo l'inversione, le particelle attraversano la cavità risonante, passando dallo stato eccitato allo stato fondamentale, rilasciando energia e formando un'uscita laser stabile. Il vantaggio principale è che la luce può essere continua.
Pulizia dopo la saldatura
Le applicazioni effettive di pulizia laser, in particolare quelle con laser a fibra continua, sono meno diffuse. Tuttavia, esistono alcune applicazioni, come ad esempio la pulizia di grandi strutture in acciaio, condotte, ecc., in cui, grazie alla rapida dissipazione del calore dovuta all'elevato volume di materiale e ai requisiti minimi di danneggiamento del substrato, è possibile optare per un laser a fibra continua.
Rimozione della ruggine
Vale la pena menzionare che, grazie all'innovazione e alla stabilità della tecnologia a spot anulare, il laser a fibra anulare, con i suoi vantaggi di facile regolazione del processo e semplicità di utilizzo, si è ampiamente diffuso nel campo della saldatura e della pulizia. Dopo numerosi esperimenti condotti dagli ingegneri del MavenLaser Process Center, questa tecnologia viene utilizzata per rimuovere la ruggine superficiale, migliorando notevolmente l'efficienza della pulizia.
Con il progresso della scienza e della tecnologia e il miglioramento dei requisiti di protezione ambientale, la pulizia laser parteciperà in modo più profondo e completo al processo di evoluzione dell'industria manifatturiera cinese, diventando il principale metodo di pulizia per la produzione industriale pulita.
Shenzhen Maven Laser Automation Co., Ltd., con sede a Shenzhen, possiede un proprio stabilimento di produzione. L'azienda si concentra sulle applicazioni laser ad alta tecnologia, con l'obiettivo primario di ottimizzare la produzione, offrendo ai clienti una gamma completa di servizi basati su soluzioni laser per taglio, saldatura, marcatura, pulizia e alimentazione. In base alle esigenze del cliente, sviluppa programmi di pulizia automatizzati per raggiungere risultati di pulizia più intelligenti. Leader nel settore delle macchine per la pulizia laser, Maven Laser Automation Co., Ltd. vanta una vasta gamma di prodotti, tra cui macchine a cabina, a barra e a spalla, per diverse applicazioni. Grazie a un sistema di marketing e assistenza post-vendita completo, Maven Laser Automation Co., Ltd. è in grado di offrire prodotti altamente competitivi, disponibili 24 ore su 24 per fornire assistenza e manutenzione. La sua tecnologia, la qualità costante e i prezzi competitivi vi conquisteranno, diventando il vostro partner ideale!
Data di pubblicazione: 16 gennaio 2023
