Als effiziente und umweltfreundliche Reinigungsmethode,LaserreinigungstechnologieDie Laserreinigungstechnologie ersetzt zunehmend traditionelle chemische und mechanische Reinigungsverfahren. Angesichts der immer strengeren Umweltschutzauflagen Chinas und des kontinuierlichen Strebens nach Reinigungsqualität und -effizienz in der industriellen Fertigung wächst die Marktnachfrage nach dieser Technologie rasant. Als bedeutendes Produktionsland verfügt China über eine enorme industrielle Basis, die ein breites Anwendungsfeld für die Laserreinigungstechnologie bietet. In der Luft- und Raumfahrt, im Schienenverkehr, im Automobilbau, im Formenbau und anderen Branchen wird die Laserreinigungstechnologie bereits umfassend eingesetzt und findet zunehmend auch in anderen Bereichen Anwendung.
Die Oberflächenreinigungstechnologie findet in vielen Bereichen breite Anwendung. Traditionelle Reinigungsverfahren basieren häufig auf der Kontaktreinigung, bei der mechanische Kräfte auf die Oberfläche des zu reinigenden Objekts einwirken. Dies kann zu Beschädigungen führen oder dazu, dass Reinigungsrückstände an der Oberfläche haften bleiben und sich nicht mehr entfernen lassen, was Sekundärverschmutzungen verursacht. Heutzutage fördert das Land die Entwicklung umweltfreundlicher Zukunftsbranchen, und die Laserreinigung bietet hierfür eine optimale Lösung. Dank ihrer nicht-abrasiven und berührungslosen Arbeitsweise löst die Laserreinigung diese Probleme. Laserreinigungsanlagen eignen sich für die Reinigung verschiedenster Materialien und gelten als eine der zuverlässigsten und effektivsten Reinigungsmethoden.
LaserreinigungPrinzip
Bei der Laserreinigung wird ein Laserstrahl hoher Energiedichte auf den zu reinigenden Bereich des Objekts gerichtet. Der Laserstrahl wird von der Verschmutzungsschicht und dem Substrat absorbiert. Durch Prozesse wie Lichtabtragung und Verdampfung wird die Haftung zwischen den Verunreinigungen und dem Substrat gelöst, sodass die Verunreinigungen die Oberfläche des Objekts verlassen. Dadurch wird die Reinigung erreicht, ohne das Objekt selbst zu beschädigen.
Abbildung 1: Schematische Darstellung der Laserreinigung.
Im Bereich der Laserreinigung haben sich Faserlaser aufgrund ihrer extrem hohen photoelektrischen Umwandlungseffizienz, exzellenten Strahlqualität, stabilen Leistung und nachhaltigen Entwicklung als führende Lichtquellen etabliert. Man unterscheidet zwei Arten von Faserlasern: gepulste und kontinuierliche Faserlaser, die in der Makromaterialbearbeitung bzw. der Präzisionsmaterialbearbeitung marktführende Positionen einnehmen.
Abbildung 2: Aufbau eines gepulsten Faserlasers.
Anwendungsvergleich: Gepulster Faserlaser vs. kontinuierlicher Faserlaser – Reinigungsanwendungen
Bei neuen Anwendungen im Bereich der Laserreinigung herrscht oft Verwirrung angesichts der auf dem Markt erhältlichen Puls- und Dauerstrichlaser: Soll man sich für einen Pulsfaserlaser oder einen Dauerstrichfaserlaser entscheiden? Im Folgenden werden zwei verschiedene Lasertypen für Farbentfernungsexperimente auf zwei Materialoberflächen eingesetzt. Die optimalen Laserreinigungsparameter und die optimierten Reinigungseffekte werden anschließend verglichen.
Mikroskopische Untersuchungen zeigen, dass das Blech nach der Bearbeitung mit einem Hochleistungs-Faserlaser wieder aufgeschmolzen ist. Nach der Bearbeitung des Stahls mit einem MOPA-Pulsfaserlaser ist das Grundmaterial nur geringfügig beschädigt, seine Textur bleibt jedoch erhalten. Nach der Bearbeitung mit dem Faserlaser hingegen entstehen starke Beschädigungen und geschmolzenes Material.
MOPA-gepulster Faserlaser (links) CW-Faserlaser (rechts)
Gepulster Faserlaser (links) Kontinuierlicher Faserlaser (rechts)
Aus dem obigen Vergleich geht hervor, dass kontinuierliche Faserlaser aufgrund ihrer hohen Wärmeeinbringung leicht zu Verfärbungen und Verformungen des Substrats führen können. Sind die Anforderungen an die Substratbeschädigung gering und die Dicke des zu reinigenden Materials dünn, kann dieser Lasertyp als Lichtquelle eingesetzt werden. Gepulste Faserlaser hingegen nutzen Pulse mit hoher Spitzenenergie und hoher Wiederholfrequenz, um auf das Material einzuwirken. Sie verdampfen und oszillieren das zu reinigende Material, um es abzutragen. Dank geringer thermischer Effekte, hoher Kompatibilität und hoher Präzision eignen sie sich für vielfältige Aufgaben. Allerdings können sie die Eigenschaften des Substrats dabei beeinträchtigen.
Aus dieser Erkenntnis folgt, dass bei hohen Präzisionsanforderungen die Temperaturerhöhung des Substrats streng kontrolliert werden muss. In Anwendungsszenarien, die eine zerstörungsfreie Bearbeitung des Substrats erfordern, wie beispielsweise bei lackiertem Aluminium und Formstahl, empfiehlt sich der Einsatz eines gepulsten Faserlasers. Für großflächige, hochfeste Aluminiumlegierungen, runde Rohre usw. können aufgrund ihrer Größe, der schnellen Wärmeableitung und der geringen Anforderungen an die Substratbeschädigung kontinuierliche Faserlaser eingesetzt werden.
In LaserreinigungDie Materialeigenschaften müssen umfassend berücksichtigt werden, um die Reinigungsanforderungen zu erfüllen und gleichzeitig Schäden am Substrat zu minimieren. Die Wahl der geeigneten Laserlichtquelle ist abhängig von den jeweiligen Arbeitsbedingungen.
Soll die Laserreinigung in großem Maßstab Anwendung finden, ist die Entwicklung neuer Technologien und Prozesse unerlässlich. Maven wird weiterhin auf Laser+ setzen, das Entwicklungstempo stetig steuern, die Kerntechnologie der Laserlichtquellen vertiefen und sich auf die Lösung zentraler Probleme bei Lasermaterialien und -komponenten konzentrieren, um die Grundlage für eine fortschrittliche Fertigung zu schaffen.
Veröffentlichungsdatum: 07. Mai 2024
