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:

1. 

2. Безопасность для здоровья и окружающей среды. В процессе удаления ржавчины не происходит выделения токсических веществ.
3. Высокая точность. Обработке подвергается только та поверхность, на которую направлен луч.
4. Быстрый результат.
5. Отсутствие шума.
6. Легкость использования агрегата.
7. Возможность обработки металлов разного типа.
8. Разовые затраты. Вложившись в установку однажды, не придется тратить дополнительные средства на расходные материалы. Один, даже самый маломощный агрегат, рассчитан на 50 000 часов работы.
9. Равномерное удаление ржавчины без риска повредить металл.

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.

Оборудование для лазерной очистки

Все механизмы для лазерной чистки металла максимально автоматизированы, при этом усилия со стороны человека сокращены до минимума. Лазерные станки различаются по мощности, типу конструкции, размерам, некоторые из них оборудованы камерой с дистанционным управлением, которая подсоединена к компьютеру. Для обработки крупных агрегатов лазерные установки оснащаются длинными кабелями (от 50 метров).

По мощности устройства могут быть такими:

• для небольших площадей – 12-20 Вт (лазер малого размера на аккумуляторах);
• для средних площадей – 100-400 Вт (портативные системы компактного размера);
• мощные установки – до 1000 Вт (переносные и стационарные устройства).

Как правило, подобные инструменты могут работать против ржавчины или для иных целей без замены рабочей головки в течение 100000 часов. После деталь нужно заменить, чтобы и дальше эксплуатировать устройство. Для человека лазерные установки безопасны, они оборудованы специальной защитой от выхода луча за габариты заготовки.

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.

Области применения:

• Очистка пластиковых и резиновых литейных форм
• Удаление слоев ржавчины и краски
• Обезжиривание поверхностей в пищевой промышленности
• Обезжиривание металлических поверхностей перед сваркой
• Очистка сварочных швов и поверхности, поврежденной при сварке
• Удаление лаковых, полиамидных и других покрытий
• Реставрация зданий, мостов, скульптур и даже картин
• Удаление сажи
• Нейтрализация радиоактивных поверхностей
• Удаление изоляции с проводов

Сфера применения

Лазерные установки для удаления ржавчины имеют широкую сферу применения. Их можно разделить на 3 крупных отрасли:

1. 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.
2. Макроэксплуатация. С помощью лазерных установок очищают ценные предметы, археологические находки, монеты, ювелирные изделия, детали автомобиля и промышленного применения.
3. 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.

Сфера использования

Лазер имеет широкую область применения, при этом в ней различают микро-, макрозоны и крупномасштабную эксплуатацию. Затраты на проведение обработок тоже будут разными, ведь они зависят от того, сколько стоит сама установка, от ее мощности, объема работ и их сложности.

Микроприменение

Данная сфера использования подразумевает проведение зачистки проводов при припарке, приваривании различных электронных соединений – клемм, разъемов. Иным способом, кроме лазерного, практически невозможно сделать очищение мелких плоских проводов от старой изоляции без их повреждения. Световой луч уберет слой изоляции толщиной меньше 1 мкм или напыленное серебряное покрытие, при этом не касаясь медной составляющей. Кроме того, в сфере электроники лазер применяется для выполнения:

• тонких надрезов;
• отверстий в проводах;
• насечек на платах.

При необходимости с помощью лазерных установок можно убрать полиамидное покрытие с тормозных или охладительных систем, что требуется при зачистке концов соединяемых трубок. Лазерная методика позволит произвести эту сложную операцию без повреждения алюминиевой сердцевины.

Макроприменение

Лазерная очистка металла – недешевый метод, но он полностью оправдан при необходимости в обработке дорогостоящих изделий: украшений, монет, слитков, ценных предметов. Эта технология находит применение и в сфере производства на заводах резинотехнических изделий: световой луч эффективно убирает налет с форм для покрышек после сотен заливок. Если чистить пресс-формы химическим методом, процесс займет много времени, а поверхность дорогостоящего изделия может быть повреждена.

Лазер предотвращает подобные последствия и минимизирует временные затраты на удаление элементов коррозии. Время лазерной обработки формы не превышает 60 минут по сравнению с 8 часами, которые требует химический метод. Также изделие не нужно будет демонтировать перед работой, что намного удобнее технически и исключает проблемы при повторной сборке.

Крупномасштабное использование

Лазерное очищение от ржавчины практикуется в сфере производства комплектующих для самолетов, космических аппаратов и т .д. Еще с 90-х годов многие военные и пассажирские самолеты чистят от краски, налета в рамках техобслуживания при помощи лазера. Такими установками пользуются для снятия старых свинцовых красок с корпусов кораблей, мостов, иных крупногабаритных сооружений, железнодорожных вагонов, зданий.

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.

Особенности выбора:

1. 

   Читайте также:  Калитка из дерева своими руками пошаговая инструкция
2. Стационарный лазер стойка. Такой прибор станет оптимальным решением в том случае, когда требуется мощное лазерное излучение. Помимо базовых комплектующих, стойка дополнена встроенными системами для фильтрации воздуха.
3. Габаритные установки. Их работой управляет компьютер. Такие приборы используют на крупных промышленных предприятиях.

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:

1. Ранец-стойка Clean Laser. Цена – от 320 000 рублей для устройства мощностью 100 Вт и размером головки 42х34х55 см.
2. Китайский лазер-ранец JNL.INK. Стоимость устройства стартует от 8 000 $.
3. 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.

Обзор лазерных очистителей

Очистка металла от коррозии и других загрязнений необходима для проведения дальнейших работ с деталями и материалом. Наиболее известным способом очистки металлов является пескоструйная обработка. Но все большую популярность обретает лазерная очистка металла. Как правило такие аппараты состоят из корпуса внутри которого расположен волоконный источник лазерного излучения, плата управления, блок питания аппарата, а также водяное охлаждение — снаружи блока устанавливают кнопки управления, а также пульт управления режимами работы лазерной установки. Важной составляющей устройства является пистолет который оператор использует для чистки поверхности. Они бывают разной конструкции в зависимости от типа задач. В данной статье мы подробно разберем виды лазерной очистки и подробно рассмотрим ее технологию.

Очистка поверхности является одной из базовых технологий во многих отраслях промышленности. Для некоторых видов производств – сварочного, лакокрасочного, гальванического — очистка поверхности является актуальнейшим вопросом, так как высокое качество очистки поверхности гарантирует высокий ресурс и надежность работы различных изделий. Очистка в общем виде представляет собой операцию удаления поверхностных слоев, образованных какими-либо загрязнениями или покрытиями, иногда даже включая основной слой материала.

Необходимо отметить, что очистка поверхности заключается не только в удалении органических и неорганических загрязнений с поверхности и нанесенных ранее покрытий, потерявших свои служебные свойства в процессе эксплуатации, но и, в более широком смысле, в решении вопросов технологической и эксплуатационной наследственности поверхностного слоя, которая может сопровождаться сопутствующими эффектами, а именно:

• Улучшением трибологических свойств поверхности (R-Profil, W-Profil, P- Profil поверхности, стабилизации коэффициента трения и т.д.).
• Активацией поверхности.
• Перераспределением остаточных поверхностных напряжений.
• И в результате всего вышеперечисленного, изменением механических, коррозионных, физико химических и др. свойств поверхности.

Какой тип лазерного очистителя выбрать — импульсный, или прямого (непрерывного) действия ?

В настоящее время на рынке представлены импульсные лазерные очистители и непрерывные лазерные очистители, оба из которых могут удалять грязь с поверхности заготовки. Единственное отличие состоит в том, что импульсный лазерный очиститель использует импульсное лазерное излучение, в отличие от очистки прямого действия, где используется непрерывный лазерный передатчик. Импульсный лазерный очиститель может обеспечить нулевое повреждение заготовки после очистки от загрязнения, что подходит для очистки с большими требованиями к сохранности очищаемого материала, в то время как непрерывный лазерный очиститель имеет большую мощность и подходит для очистки крупных участков, например, удаление ржавчины со стальных листов, удаление краски, удаление ржавчины на верфи и т.д., при этом может оказывать небольшое воздействие на материал.

Кроме того, чем меньше длительность воздействия, тем меньше размер прогретой зоны вещества и, следовательно, меньше количество образующегося расплава и пара (т.е. меньше повреждение основного вещества) при большем давлении последнего. Например, при воздействия импульса длительностью 10 нс и мощностью в 10 мДж, сфокусированного в пятно диаметром 0,2 мм, плотность мощности в зоне обработки достигает 3 ГВт/см2. При данной плотности мощности глубина прогретого слоя в стали хпр составляет 10–4 –10–5 см, при этом испарение происходит практически без образования расплава на поверхности вещества (абляция), и модификация исходной поверхности минимальна. Для этого применяют импульсное лазерное излучение с короткой длительностью импульса (несколько десятков наносекунд) и высокой пиковой мощностью, обеспечивающей плотность мощности в зоне обработки 107…1010 Вт/см2 при диаметре сфокусированного пятна пучка лазера ≈ 0,5 мм, с энергией в импульсе несколько мДж и частотой следования импульсов более 20 кГц.

Простым языком:

Импульсный —

классический вариант с широким диапазоном настроек, подходит для всех видов очистных работ. Грубая и нежная очистка поверхностей, реставрация, чистка пресс форм и т.д.. Лазер не нагревает и не повреждает подложку материала.

Прямого действия —

с постоянным излучением применяется для грубой очистки въевшейся ржавчины, нескольких слоев краски, плотных нефтяных отложений. Может частично повреждать подложку обрабатываемой детали нагревом. Как правило применяется для восстановления промышленного оборудования, задвижек, труб, станков, в судостроении, зачистке сварных швов. Отличается невысокой, доступной ценой. Используется лазерный источник, как в станках лазерной резки, сварки. Идеальна для удаления ржавчины лазером при высокой производительности.

Выделим основные различая импульсных лазерных очистителей и прямого(непрерывного) действия:

• Цена
• Эффективность
• Воздействие на очищаемую поверхность

Импульсные лазеры деликатнее очищают поверхность, при этом имеют большую цену и медленнее скорость очистки. Лазер прямого действия способен удалить более серьезные загрязнения, но при этом может нанести незначительный урон материалу, например счищая слой ржавчины, снять небольшой слой заготовки.

С какими типами загрязнений справляется лазерная очистка металла?

Примеры лазерной очистки.

Очистка от масленой пленки:

Очистка труб:

Очистка крупных сооружений и сварных конструкций:

Лазерная очистка поверхности лопаток турбин:

Очистка деталей запорно-регулировочной арматуры:

Лазерная очистка поверхности резьбы:

Очистка фасадов, памятников и объектов культурного наследия:

Перед реставраторами стоит главная задача — сохранить культурное наследие для будущих поколений. Современные лазерные технологии конкурируют традиционными технологиями в промышленной области за счет высокой производительности, отсутствия абразивного износа, энергосбережения и сохранения экологии. В европейских странах лазерные технологии широко применяется для очистки фасадов и внутренних интерьеров исторических сооружений. Конструкции из мрамора, гранита, гипса, чугуна и других строительных материалов очищаются с хорошим качеством без изменения структуры материала.

Основные причины выбрать аппарат лазерной очистки:

• Скорость
  . Благодаря высокой фокусировке луча вы получите нужный результат всего за несколько проходов лазером.
• Эффективность
  . При минимуме затраченных усилий и времени вы получите идеальное изделие без следов коррозии, пригодное к дальнейшему использованию.
• Точность
  . Вы можете выборочно работать только с определенной областью, настроив нужную мощность импульса. При этом даже на пазах и рифленых поверхностях лазерная очистка металла будет эффективной и результативной.
• Качество
  . Лазер подчистую снимает все следы загрязнений, оставляя после себя ровную металлическую поверхность без повреждений.
• Безопасность
  . По сравнению с механическими и химическими методами воздействия, этот метод не травматичен — нет контакта человека с обрабатываемой поверхностью, и экологичен — нет выделения токсичных испарений. Также нет риска повреждения металла, с которого вы удаляете ржавчину или краску в случае выбора импульсного очистителя.
• Мобильность и компактность
  . Многие лазерные очистители реализованы в виде рюкзаков, которые можно легко переносить на спине и обрабатывать изделия, расположенные в разных частях производственного помещения. А еще такое оборудование легко взять с собой, если предполагается выездная работа.

Варианты комплектации станка лазерной очистки металла.

В зависимости от задач и объемов работы производители предлагают мобильные установки (в виде ранца) и более мощные стационарные с возможностью перемещения на производстве.

Ознакомится с ассортиментом наших систем лазерной очистки и их техническими характеристиками Вы можете в каталоге.

Мы всегда готовы ответить на любые Ваши вопросы, оказать необходимую техническую поддержку и проконсультировать Вас относительно нашей продукции, для этого просто оставьте заявку, или позвоните по телефону указанному в контактах.

Система лазерной очистки прямого действия Senzed 1000 w

Установки лазерной очистки Senzed предназначены для выполнения операций по лазерной очистке…
от 1290000 руб.

Система импульсной лазерной очистки металла Senzed 100 w

Установки лазерной очистки Senzed предназначены для выполнения операций по лазерной очистке…
от 1440000 руб.

Система лазерной очистки прямого действия Senzed 1500 w

Установки лазерной очистки Senzed предназначены для выполнения операций по лазерной очистке…
от 1460000 руб.

Система лазерной очистки прямого действия Senzed 2000 w

Установки лазерной очистки Senzed предназначены для выполнения операций по лазерной очистке…
от 1900000 руб.

Посмотреть все

Полезная информация

Советы по покупке и эксплуатации лазеров для удаления ржавчины:

• 

• прежде чем воспользоваться устройством, нужно не просто внимательно ознакомиться с инструкцией по применению, но и пообщаться с людьми, которые имеют соответствующий опыт;
• в продаже есть лазеры б/у, их цена может быть в 2-3 раза ниже, чем на новый прибор, но при этом отсутствует гарантия того, что он будет исправно работать даже несколько часов;
• если лазер сломался, его ремонтом должен заниматься специалист;
• при работе с аппаратами нужно строго соблюдать технику безопасности — лазерный луч можно направлять только на обрабатываемую поверхность.

Хотите узнать больше о способах и средствах удаления ржавчины? Загляните сюда.

Какие модели лазеров выпускаются?

Самыми популярными на рынке считаются аппараты компании Clean Laser (Германия), которая выпускает большую линейку лазерного оборудования. Наиболее востребованным считается компактный «рюкзачный» лазер, состоящий из 3-х отдельных модулей, которые соединены оптоволоконным кабелем:

• ранца с источником питания;
• лазерной головки;
• прибора видеонаблюдения.

При включении установки происходит сканирование поверхности, выявляется глубина ржавчины, и только затем на область загрязнения направляется лазерный поток полной мощности. Остатки разрушенных элементов ржавчины, которые отсоединились от металла, уносятся в особую емкость. Процесс завершается в автоматическом режиме, когда поверхность изделия станет полностью свободной, и направляемый на нее поток света будет отражаться.

Небольшие аккумуляторные аппараты малой мощности очень популярны у археологов, любителей антиквариата, поскольку позволяют снять налет загрязнения даже с деликатных, ценных предметов. Агрегаты средних размеров мощностью до 400 Вт на вид напоминают компрессоры и обычно используются в автомастерских, на небольших производствах. Габаритные, мощные установки имеют крупномасштабное значение и стоят сотни тысяч долларов.

Китайские лазеры

Изделия китайского производства тоже пользуются спросом на рынке, ведь их цена обычно дешевле, чем у европейских установок. Например, аппарат LY CL 100 применяется для очищения металлических изделий от ржавчины, имеет мощность 100 Вт, эксплуатируется без смены головки в течение 50000 часов. Вот прочие характеристики прибора:

• частота повторов – 1,2-25 КГц;
• скорость работы – 7000 мм/сек;
• линейная скорость – 70 м/мин;
• длина волны – 1064 Нм;
• вес установки – 70 кг.

Подобные мобильные устройства могут использоваться для очищения кузова авто, удаления краски или зачистки проржавевших участков. Применение лазера считается эффективным и безопасным способом обновления деталей, помогает продлить срок их жизни и серьезно сэкономить на покупке новых.