„LASER“ ako nový nástroj pre vysokorýchlostné čistenie

Hľadanie efektívnych čistiacich a preparačných technológií, ktoré umožňujú zvýšenie produktivity, kvality povrchu alebo znižovania vstupných nákladov na prevádzku, je už dlho známou témou. Laserové čistenie predstavuje vysoko efektívnu a ekonomickú alternatívu ku konvenčným čistiacim technológiám. Nevyžaduje žiadne abrazíva ani chemikálie, s ktorými by bolo nutné patrične zachádzať, skladovať ich a ekologicky likvidovať. Laserový systém je veľmi šetrný k životnému prostrediu a umožňuje čistiť bez aditív a škodlivých splodín. Všetky laserové jednotky sú navrhnuté ako priemyslové, prakticky bezúdržbové zariadenia, ktoré sa dajú  jednoducho a okamžite používať alebo integrovať do výrobnej linky.

Laserové čistenie je prelomovou technológiou, a to hlavne v zmysle pomeru nákladov a kvality s overenou a preukázateľnou dlhodobou stabilitou. Šetrí až 90 % nákladov v porovnaní s dostupnými technológiami a je niekoľkokrát preukázané, že sa za rok zaplatí na prevádzkových nákladoch spojených s čistením. Je veľmi efektívnou „zelenou“ technológiou, ktorá už získala niekoľko významných environmentálnych ocenení. Povrchy, ktoré sa doteraz čistili v niekoľkých dlhých cyklusoch, čistí laser bezkontaktne a šetrne k čistenému materiálu na jeden prechod.

Príprava povrchu pred ďalšou aplikáciou

Pri čistení laserom sú z povrchu odstránené povrchové znečistenia či povrchové vrstvy, ktorých sa v iných prípadoch zbavujeme kombináciou niekoľkých rôznych metód. Pri interakcii laseru je z povrchu odstránená i vrstva oxidu, čo umožňuje vytvárať priame kovové spoje s dlhodobou odolnosťou. Veľmi dôležitou vlastnosťou, ktorá chýba pri používaní konvenčných metód, ako je chemické čistenie alebo tlakové čistenie vodou, je neporušený základný materiál, ktorý čistíme. Toto je obrovská výhoda u častiach a povrchu, ktoré je potrebné neustále medzi produkciou čistiť. Aplikácia je využívaná aj ako preparačný krok k technologickým procesom, ako je príprava styčných plôch pre lepenie, odparenie bužírovaných materiálov pri spájkovaní drôtu, parciálne očistenie povrchovej vrstvy atď.

Laserom sa dá efektívne čistiť plastikárske a gumárenské formy

Lokálne i plošné použitie

Touto metódou je možné odstraňovať nečistoty alebo čistené vrstvy ako lokálne, tak ak na veľkých plochách, a to vo vnútorných aj vonkajších pracovných podmienkach. Laser je možné vybaviť až 50m optickým vláknom, vtedy dosiahneme aj na miesta vo výške. Čistením sa s vysokou presnosťou odstraňujú vrstvy v niekoľkých hĺbkach. So správnym nastavením laseru je možné definovane odstraňovať vrstvy – napr. vrchnú kryciu vrstvu bez zásahu do hlbších štruktúr, a to jednoducho bez zakrývania neopracovávaných častí materiálu. Jednotlivé vrstvy nečistôt, kovových alebo iných náterov narozdiel od podkladového materiálu dobre absorbujú zaostrený laserový zväzok, čím dochádza k ich zahriatiu a následnému odpareniu z podkladu. Celý proces ablačného čistenia je veľmi rýchly a mimoriadne šetrný k podkladovému materiálu. Čistenie prebieha kontinuálne v jednom kroku a nevyžaduje žiadne pomocné chemické, abrazivné alebo mechanické metódy očisťovania vrstiev.

Laser je možné efektívne využívať hlavne v týchto aplikáciách:

• čistení plastikárskych a gumárenských foriem
• odstraňovanie oxidov vzniknutých z procesu v elektro-priemysle
• príprava povrchu pre povrchovú úpravu
• odmastenie kovu pred vytváraním spojov, spájkovaním alebo zváraním
• selektívne odstránenie antikoróznych vrstiev ako príprava pre zváranie
• konečná úprava zvarov – odstránenie sfarbení
• štrukturalizácia a modifikácia kovového povrchu
• odstránenie činidiel z plastu a kompozitných súčastí ako príprava pre natieranie a spojovanie
• odstraňovanie naparených vrstiev po procese pokovania a lakovania
• čistenie olejových nánosov v potravinárskom priemysle

Ako to celé funguje?

Integrácia laserového systému pre ručné čistenie

Laserový systém generuje ultrakrátke laserové pulzy, ktorými odstraňuje nečistoty bez toho, aby porušil alebo tepelne ovplyvnil podkladovú vrstvu. Parametre laserového zväzku môžu byť jednoducho prispôsobené geometriou opracovávané časti, čím sa dá odstrániť nečistoty z vybraných častí bez nutnosti vykrývania. Najbežnejšie používané laserové zdroje sú pulzné vláknové, Nd:YAG alebo TEACO2.  TEACO2 lasery fungujú na vlnovej dĺžke 9,6 μm až 10,6 μm, zatiaľ čo vláknové a Nd:YAG na vlnovej dĺžke 1 060–1 080 nm. Samotný laserový systém má veľké množstvo podôb od backpacku, ktorý má podobu väčšieho batohu a je veľmi ľahko prenosný v teréne, cez stolnú integráciu, kde obsluha pracuje ručne alebo poloautomaticky s laserom, až po robotické 3D integrácie, kde sa dájú využívať možnosti robotického ramena pre očistenie veľmi zložitého 3D tvaru či jeho častí. Veľmi častou podobou sú tiež stacionárne komory alebo vysoko-výkonové ručné laserové systémy.

V súčasnej dobre je možné dosiahnuť už neuveriteľných rýchlostí čistenia pri vysokej kvalite a perfektnej čistote. Napr. pri použití 1 kW zdroje je pri čistení železa dosiahnutá rýchlosť 15 000 mm2.s–1, rýchlosť čistenia lakovaného kovu je až 29 000 mm2.s–1. Pri tejto technológii nie je nutné chladiť kovové materiály alebo formy. Laser čistí i pri teplote prostredia 70 °C, čo významne skracuje časové oneskorenia vo výrobe.

Aplikovateľnosť aj mimo priemyslu

Laserové čistenie má svoje uplatnenie i v čistení nekovových materiálov. Už dnes vieme používať laser pri reštaurovaní umeleckých diel alebo aj pre čistenie veľkoplošných fasád. Vďaka extrémne krátkej interakcii laserového zväzku s čisteným povrchom nedochádza k narušeniu podkladového materiálu ani prirodzene vytvorených ochranných vrstiev, ale iba k odstráneniu oxidu, solí a ďalších nečistôt z povrchu. Vďaka jemnému nastaveniu výkonu laseru je možné od prachu a ďalších nánosov vyčistiť aj farbené povrchy, a to bez narušenia ich pôvodného sfarbenia. Aplikácia je vhodná na čistenie bronzových sôch, pieskovcových sôch či čistení ušľachtilých kovov a pri jemnej aplikácii laserového zväzku ide čistiť dokonca i látky a drevo.

Existuje pomerne široké spektrum laserových zdrojov vhodných pre čistenie, avšak technológia je pomerne nová a sofistikovaná, preto je vhodné pri každej potencionálnej aplikácií previesť testovacie vzorky s optimalizáciou nastavenia celého procesu. Štandardne môže táto evaluácia trvať niekoľko dní až týždňov.

Pre ďalšie informácie o laserovom čistení nás neváhejte kontaktovať.