Faserlaser-Reinigungsmaschine

Durchmesser
Bei dieser Reinigungsmethode wird der RFL-P200S-Laser von Raycus verwendet, der über ein breites Spektrum an Reinigungsfunktionen verfügt und mit einem rotierenden Reinigungskopf ausgestattet ist. Der P200S-Laser zeichnet sich unter anderem durch eine hohe Durchschnittsleistung und hohe Einzelimpulsenergie, eine quadratische oder runde homogene Punktausgabe sowie eine bequeme Verwendung und Wartung aus. Er kann im Automobilbau, im Schiffbau, in der petrochemischen Industrie, bei Gummireifen und in anderen Bereichen eingesetzt werden. Im Folgenden sind die spezifischen Parameter des Lasers für die jeweilige Situation aufgeführt.

Anweisungen zur Gerätekonfiguration
(1) 1 Reinigungskopftyp:Drehbarer Reinigungskopf.
(2) Fokussierlinse:F-Theta-Objektiv mit 1064 nm Wellenlänge, Brennweite 200 mm.
(3) Laser-RFL-P200S (mit optisch isoliertem Kollimationskopf).
(4) Reinigungssoftware – Ezcard
Der drehbare Reinigungskopf umfasst einen Verbindungszylinder zum Befestigen des Faserlasers, eine Spiegelgruppe zum Aussenden eines fokussierten Strahls, eine rotierende Stange und einen Motor, die verwendet werden, um die räumliche Verteilung des vom Faserlaser ausgesandten Laserstrahls zu ändern, um das ausgesandte Licht kreisförmig zu verteilen und eine Hochgeschwindigkeitsreinigung zu erreichen. Der Stützverbindungsmechanismus umfasst einen Stützrahmen, eine Verbindungsstange, eine Gleithülse und eine Rolle. Die Gleithülse gleitet auf dem drehbaren Laserreinigungskopf auf und ab, um die Verbindungsstange zum Zoomen anzutreiben, wodurch der Stützrahmen ausgefahren wird und die Rolle auf der Innenwand des Rohrdurchmessers läuft, um das Ziel zu erreichen, dass der Mechanismus entsprechend der Größe der Innenwand des Rohrdurchmessers frei eingestellt werden kann und der drehbare Laserreinigungskopf immer in der Mittelposition fixiert bleibt, sodass das ausgesandte Licht in der gleichen Entfernung auf die Innenwand des Rohrs trifft.

Mit diesem Lösungssatz können verschiedene Rohre mit einem Rohrdurchmesser von 80 mm bis 250 mm gereinigt werden. Am Beispiel eines Reinigungsrohrs mit einem Innendurchmesser von 100 mm und einer Rohrlänge von 10 m dauert es weniger als 3,5 Minuten, die lineare Geschwindigkeit des Reinigungskopfs auf 5 mm/s einzustellen.

Die Reinigungsergebnisse des Kunden vor Ort zeigen, dass die Laserreinigungsmethode die Rost- und Oxidschicht des Edelstahlsubstrats an der Innenwand des Rohrs entfernen und eine metallische Farbe erzeugen kann. Im Vergleich zur herkömmlichen Methode zur Reinigung der Innenwand des Rohrs zeichnet sich die Laserreinigung durch keine Verschmutzung und eine effizientere Innenwandreinigung aus. Natürlich ist die vorhandene Laserreinigungsmethode nicht unbedingt für die Reinigung aller Rohrinnendurchmesser geeignet. Unterschiedliche Rohrdurchmesser müssen mit unterschiedlichen rotierenden Reinigungsköpfen bearbeitet werden, und der Plan muss entsprechend der spezifischen Größe des Rohrdurchmessers angepasst werden.

Bei der Reinigung großer Durchmesser kommt die hocheffiziente und hochintegrierte 500-W-Nanosekunden-Pulsfaserlaserquelle von Rayco zum Einsatz. Mit dieser Laserquelle lässt sich der Großteil des Schmutzes entfernen, und bei hoher Einzelpulsenergie ist die Effizienz höher.

Mit dieser Laserreinigungslösung für große Durchmesser können Rückstände und große Rostflecken an der Innenwand von Rohrleitungen mit großem Durchmesser entfernt werden. Das Ganze besteht aus einem integrierten 500-W-Nanosekunden-Impulslaserreinigungssystem, einem drehbaren Reinigungskopf, einem Rohrleitungs-Laufwagen, einem Gebläse und einer Staubsammelvorrichtung.

Die innere Struktur des drehbaren Reinigungskopfes besteht hauptsächlich aus einem optischen System und einem Schaltkreissystem. Die Glasfaser leitet den Laserstrahl durch den Glasfaseranschluss in den Laserkopf, und die optischen Komponenten sind in der mechanischen Struktur des Kipphebels installiert, und der Lichtfleck wird durch den Kipphebel auf den Arbeitspunkt fokussiert und durch den Fokussierspiegel gesteuert, um die Laserbearbeitung zu realisieren. Wenn der Laserimpuls die Oberfläche des Werkstücks mit hoher Geschwindigkeit abtastet, steigt die Temperatur in diesem Bereich augenblicklich an und fällt dann wieder ab, wodurch thermoelastischer Druck erzeugt wird. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Befestigung und des Substrats ist die Oberflächenspannungsverteilung ungleichmäßig, sodass Schmutz, Rost oder Beschichtungen auf der Oberfläche augenblicklich verdunsten oder sich ablösen und schließlich der Zweck einer effizienten und schnellen Reinigung erreicht wird.

Die Reinigungslösung für die Innenwand großer Rohrdurchmesser eignet sich zum Reinigen verschiedener Rohre mit Rohrdurchmessern von 480 mm bis 1500 mm. Am Beispiel eines Reinigungsrohrs mit einem Innendurchmesser von 500 mm und einer Rohrlänge von 10 m dauert das Einstellen der linearen Geschwindigkeit des Reinigungskopfes auf 1,5 mm/s weniger als 1,5 Stunden.

Alle Materialien haben eine Ablationsschwelle

• Laserablation findet statt, wenn eine Materialschicht oder eine Beschichtung mit einem Laserstrahl entfernt wird. Dieser Prozess ist der Hintergrund aller Laserreinigungsanwendungen. Nehmen wir zum Beispiel die Laserrostentfernung auf Stahl. Wenn der Strahl auf die Oberfläche trifft, werden molekulare Bindungen in der Staub- oder Rostschicht aufgebrochen und vom Substrat abgestoßen. Weniger technisch ausgedrückt kann man sich vorstellen, dass die zu entfernende Schicht einfach durch den Laserstrahl verdampft wird.
• Die Bedeutung der Ablationsschwelle lässt sich ganz einfach mit dem Werfen eines Balls über eine Mauer vergleichen. Wenn Sie ihn nicht hoch genug werfen, wird er nie die andere Seite erreichen. Selbst wenn Sie den Ball tausendmal werfen, werden Sie immer scheitern. Dasselbe gilt für die Laserentrostung. Sie können den Laserstrahl tausendmal abfeuern, aber solange die Energie unter der Ablationsschwelle des Materials liegt, mit dem Sie arbeiten, wird nie etwas entfernt.
• Nun hat jedes Material andere Eigenschaften und damit auch andere Molekülbindungen. Mit anderen Worten: Jedes Material hat eine bestimmte Ablationsschwelle. Um eine Schicht erfolgreich von einem bestimmten Material zu entfernen, muss die vom Laserstrahl übertragene Energie über der Ablationsschwelle des jeweiligen Materials liegen.

Es ist möglich, ein Material hochselektiv zu entfernen

• Bleiben wir bei unserer Analogie. Stellen Sie sich vor, hinter der ersten Wand wäre eine zweite, höhere Wand und Sie werfen einen Ball mit gerade genug Energie, um die erste Wand zu überwinden, aber nicht genug, um die zweite zu überwinden. Der Ball würde von der zweiten Wand abprallen und zwischen die beiden Wände fallen. Auch hier gilt: Egal, wie oft Sie den Ball werfen, das Ergebnis ist immer das gleiche. Sie schaffen es über die erste Wand, aber nie über die zweite.
• Da es für jedes Material eine Ablationsschwelle gibt, kann die Laserreinigung zwischen zwei oder mehr Materialien unterscheiden, wenn versucht wird, eine unerwünschte Schicht von einem Objekt zu entfernen. Bei einem ausreichend großen Unterschied in der Ablationsschwelle zwischen den Materialien ist es möglich, ein zu entfernendes Material auszuwählen (d. h. das mit der niedrigeren Ablationsschwelle), während das andere Material unberührt bleibt.
• Beispielsweise ist die Rostablationsschwelle viel niedriger als die Schwelle für gängige Metalle wie Stahl und Aluminium. Dasselbe gilt für Farbe und Öl. Diese große Lücke zwischen zwei Werten ermöglicht es, Verunreinigungen und Beschichtungen vollständig zu verdampfen, ohne dass das Risiko einer Beschädigung des darunterliegenden Grundmaterials besteht. Es ist einfach nicht genug Energie vorhanden, um Schäden zu verursachen.

Ein starker und kurzer Kraftstoß bedeutet schnellere Entfernung

• Sie können sich die Laserablation wie das Schnitzen von Stein mit Hammer und Meißel vorstellen. Sie können einen kleinen Hammer verwenden und viele kleine Schläge mit Ihrem Meißel ausführen. Oder Sie können genauso gut einen größeren Hammer verwenden, um mehr Kraft zu erzielen. Dadurch wird die erforderliche Anzahl von Schlägen verringert und die Entfernungsgeschwindigkeit erhöht. Die Idee ist die gleiche wie bei der Laserreinigung, außer dass Sie nur eine Materialschicht entfernen möchten: die Verunreinigung.
• Faserlaser-Reinigungssysteme können jede beliebige Schicht mit zwei verschiedenen Methoden entfernen. Entweder ist der Laserstrahl eine kontinuierliche Lichtwelle oder er wird mit einer bestimmten Wiederholungsrate gepulst. Auch wenn das Ergebnis ziemlich gleich ist, variiert die Entfernungsgeschwindigkeit je nach Methode stark.
• Bei einer bestimmten Oberfläche erhöht sich die Leistung, wenn man die gleiche Energie in einem kurzen Impuls einsetzt. Es ist, als würde man einen größeren Hammer verwenden. Ein gepulster Laserstrahl ist effizienter und bietet eine schnellere Entfernungsgeschwindigkeit als ein kontinuierlicher Strahl. Und während kurze Laserimpulse Oberflächen schneller reinigen, sorgen sie auch dafür, dass sich das darunterliegende Material nicht zu stark erhitzt.

Es ist verbrauchsfrei und umweltfreundlich

• Da bei dieser Reinigungsmethode lediglich ein Laserstrahl zum Verdampfen der zu entfernenden Schicht verwendet wird, sind praktisch keine Verbrauchsmaterialien erforderlich. Das ist das Schöne an Lasern, die nur einen Netzstecker benötigen, um eingestellt und betriebsbereit zu sein.
• Darüber hinaus werden bei Lasern keine Chemikalien oder Lösungsmittel verwendet. Dies macht die Oberflächenreinigung per Laser zu einer der sichersten Lösungen, wenn es um die Entfernung von Rost und Beschichtungen geht. Es gibt nicht nur keinen chemischen Abfall, der entsorgt werden muss, sondern die Mitarbeiter sind auch völlig sicher, wenn sie in der Nähe von Laserreinigungsmaschinen arbeiten, die den internationalen Lasersicherheitsstandards entsprechen. Die Mitarbeiter benötigen keine persönliche Schutzausrüstung und müssen nicht mit diesen lästigen Chemikalien hantieren.
• Da beim Reinigen mit dem Laser Materialien verdampft werden und Rauch entsteht, sollten Sie in der Nähe des Lasers ein Rauchabzugssystem installieren, um sicherzustellen, dass keine Farb-, Öl- oder Staubpartikel in die Luft freigesetzt werden.

Laserreinigung ist für verschiedene Industrieanwendungen interessant
Das Entfernen von verbrannten Gummirückständen aus Reifenformen, das Wiederaufleben alter Rohrleitungen, das Reinigen von Rohren in Kernkraftwerken und sogar größere Projekte wie das Entfernen von Farbe von einer rostigen Brücke und die Vorbereitung von Schweißflächen sind alles Projekte, die von der industriellen Laserreinigung profitieren können.
Diese berührungslose Reinigungstechnik kann in zahlreichen industriellen Anwendungen eingesetzt werden. Die einzige Einschränkung ist die Fähigkeit, zwischen dem zu entfernenden und dem zu schützenden Material zu unterscheiden.
Zu den derzeit gängigsten Anwendungen zur Laserreinigung zählen:
• Schweißvorbehandlung zum Entfernen von Rost und anderen Verunreinigungen aus Schweißbereichen.
• Schweißnachbehandlung zum Entfernen von Aluminium- und Edelstahloxiden.
• Laser-Oberflächenvorbereitung zur Maximierung der Farbhaftung.
• Laseroxidentfernung von Barren aus Speziallegierungen.
• Entfernung der Beschichtung direkt nach dem Beschichtungsprozess als Ersatz für die Teilemaskierung in Produktionslinien.
• Entlacken von Teilen, die sonst aufgrund von Lackfehlern verschrottet würden.