Машина для очистки волоконным лазером

Диаметры
Этот метод очистки использует лазер RFL-P200S компании Raycus, который имеет широкий спектр возможностей очистки и оснащен вращающейся чистящей головкой. Среди них лазер P200S имеет характеристики высокой средней мощности и высокой энергии одиночного импульса, квадратный или круглый гомогенизированный выход пятна, а также удобство использования и обслуживания. Он может использоваться в автомобилестроении, судостроении, нефтехимической промышленности, резиновых шинах и других областях. Ниже приведены конкретные параметры лазера для данной ситуации.

Инструкции по настройке оборудования
(1) 1 тип чистящей головки:Вращающаяся чистящая головка.
(2) Фокусирующая линза:Линза F-Theta с длиной волны 1064 нм и фокусным расстоянием 200 мм.
(3) Лазер-RFL-P200S (с оптической изолирующей коллимационной головкой).
(4) Программное обеспечение для очистки — Ezcard
Вращающаяся чистящая головка включает в себя соединительный ствол для фиксации волоконного лазера, группу зеркал для излучения сфокусированного луча, вращающийся стержень и двигатель, которые используются для изменения пространственного распределения лазерного луча, испускаемого волоконным лазером, чтобы сделать испускаемый свет круговым распределением для достижения высокоскоростной очистки. Механизм опорного звена включает в себя опорную раму, соединительный стержень, скользящую муфту и ролик. Скользящая муфта скользит вверх и вниз по вращающейся чистящей лазерной головке, чтобы приводить в действие соединительный стержень для увеличения, заставляя опорную раму расширяться, а ролик ходить по внутренней стенке диаметра трубы для достижения цели, что механизм может свободно регулироваться в соответствии с размером внутренней стенки диаметра трубы, а вращающаяся чистящая лазерная головка всегда удерживается фиксированной в центральном положении, так что излучаемый свет попадает на внутреннюю стенку трубы на том же расстоянии.

Этот набор решений может быть использован для очистки различных труб диаметром от 80 мм до 250 мм. Если взять в качестве примера чистящую трубу с внутренним диаметром 100 мм и длиной трубы 10 м, то для регулировки линейной скорости чистящей головки до 5 мм/с потребуется менее 3,5 минут.

Результаты очистки на месте у заказчика показывают, что метод лазерной очистки может удалить ржавчину и оксидный слой подложки из нержавеющей стали на внутренней стенке трубы и придать ей металлический цвет. По сравнению с традиционным методом очистки внутренней стенки трубы лазерная очистка имеет характеристики отсутствия загрязнения и более эффективную эффективность очистки внутренней стенки. Конечно, существующий метод лазерной очистки не обязательно соответствует очистке всех внутренних диаметров труб. Различные диаметры труб необходимо обрабатывать различными вращающимися чистящими головками, и план должен быть настроен в соответствии с конкретным размером диаметра трубы.

Метод очистки большого диаметра использует высокоэффективный и высокоинтегрированный наносекундный импульсный волоконный лазер Rayco мощностью 500 Вт. Использование этого лазерного источника позволяет очистить большую часть грязи, а эффективность выше при высокой энергии одиночного импульса.

Это решение для лазерной очистки большого диаметра может использоваться для очистки остатков и крупных пятен ржавчины на внутренней стенке трубопроводов большого диаметра. Все состоит из интегрированной системы лазерной очистки с наносекундным импульсом мощностью 500 Вт, вращающейся чистящей головки, тележки для перемещения по трубопроводу, воздуходувки и устройства для сбора пыли.

Внутренняя структура вращающейся чистящей головки в основном включает оптическую систему и схемную систему. Оптическое волокно направляет лазерный луч в лазерную головку через оптоволоконный соединитель, а оптические компоненты установлены в механической структуре коромысла, а световое пятно фокусируется на рабочей точке коромыслом и контролируется фокусирующим зеркалом для реализации лазерной обработки. Когда лазерный импульс сканирует поверхность заготовки на высокой скорости, температура в этой области мгновенно повышается, а затем понижается, создавая термоупругое давление. Из-за различных коэффициентов теплового расширения крепления и подложки распределение поверхностного напряжения неравномерно, так что грязь, ржавчина или покрытие на поверхности мгновенно испаряются или отслаиваются, и в конечном итоге достигается цель эффективной и быстрой очистки.

Чистящее средство для внутренней стенки труб большого диаметра подходит для очистки различных труб диаметром от 480 мм до 1500 мм. Если взять в качестве примера чистящую трубу с внутренним диаметром 500 мм и длиной трубы 10 м, то регулировка линейной скорости чистящей головки до 1,5 мм/с займет менее 1,5 ч.

Все материалы имеют порог абляции

• Лазерная абляция происходит, когда слой материала или покрытие удаляется лазерным лучом. Это процесс, лежащий в основе всех лазерных очистных приложений. Возьмем лазерное удаление ржавчины со стали. Когда луч попадает на поверхность, молекулярные связи в слое пыли или ржавчины разрываются и выбрасываются из подложки. Говоря менее технически, можно представить, что удаляемый слой просто испаряется лазерным лучом.
• Простой способ понять важность порога абляции — сравнить его с бросанием мяча через стену. Если вы не бросите его достаточно высоко, он никогда не перелетит на другую сторону. Даже если вы бросите мяч тысячу раз, вы все равно потерпите неудачу. То же самое относится и к лазерному удалению ржавчины. Вы можете выстрелить лазерным лучом тысячу раз, но пока энергия будет ниже порога абляции материала, с которым вы работаете, ничего никогда не будет удалено.
• Теперь, каждый материал имеет разные свойства и, следовательно, разные молекулярные связи. Другими словами, каждый материал имеет определенный порог абляции. Для успешного удаления слоя из данного материала энергия, передаваемая лазерным лучом, должна превышать порог абляции этого конкретного материала.

Возможно удаление материала высокоизбирательным способом.

• Давайте продолжим нашу аналогию. Представьте, что за первой стеной находится вторая, более высокая стена, и что мяч был брошен с энергией, достаточной для того, чтобы преодолеть первую стену, но недостаточной для того, чтобы преодолеть вторую. Мяч отскочит от второй стены и упадет между двумя стенами. И снова, сколько бы раз вы ни бросали мяч, вы всегда получите один и тот же результат. Вы преодолеете первую стену, но никогда — вторую.
• Поскольку для каждого материала существует порог абляции, лазерная очистка может различать два или более материалов при попытке удалить нежелательный слой с объекта. При достаточно большой разнице порогов абляции между материалами можно выбрать материал для удаления (т. е. тот, у которого порог абляции ниже), оставив другой материал нетронутым.
• Например, порог абляции ржавчины намного ниже, чем порог для обычных металлов, таких как сталь и алюминий. То же самое касается краски и масла. Этот огромный разрыв между двумя значениями позволяет загрязняющим веществам и покрытиям полностью испаряться без риска повреждения основного материала под ними. Просто недостаточно энергии для возникновения повреждений.

Мощный и короткий импульс мощности обеспечивает более быстрое удаление

• Вы можете представить себе лазерную абляцию как нечто похожее на резьбу по камню молотком и зубилом. Вы можете использовать небольшой молоток и наносить много мелких ударов зубилом. Или вы могли бы использовать молоток большего размера, чтобы увеличить мощность, тем самым уменьшая необходимое количество ударов и увеличивая скорость удаления. Идея та же самая, что и с лазерной очисткой, за исключением того, что вам нужно удалить только слой материала: загрязняющее вещество.
• Системы очистки волоконным лазером могут удалять любой заданный слой двумя различными методами. Либо лазерный луч представляет собой непрерывную волну света, либо он пульсирует с заданной частотой повторения. Даже если результат примерно одинаков, скорость удаления сильно варьируется в зависимости от метода.
• Для данной площади поверхности, помещение той же энергии в короткий импульс увеличивает мощность. Это как использование большего молотка. Импульсный лазерный луч более эффективен и обеспечивает более высокую скорость удаления, чем непрерывный луч. И хотя короткие лазерные импульсы очищают поверхности быстрее, они также гарантируют, что лежащий под ними материал не будет слишком сильно нагреваться.

Не требует расходных материалов и экологически безопасен.

• Поскольку этот метод очистки использует только лазерный луч для испарения удаляемого слоя, он буквально не требует расходных материалов. В этом и заключается прелесть лазеров, которым для настройки и готовности к работе нужна только вилка питания.
• Вдобавок ко всему, лазеры не используют никаких химических продуктов или растворителей. Это делает лазерную очистку поверхности одним из самых безопасных решений, когда дело касается удаления ржавчины и покрытия. Не только нет никаких химических отходов, о которых нужно заботиться, но и сотрудники находятся в полной безопасности, работая вблизи лазерных очистных машин, которые разработаны в соответствии с международными стандартами лазерной безопасности. Сотрудникам не понадобятся средства индивидуальной защиты, и им не придется иметь дело с этими надоедливыми химикатами.
• При этом, поскольку при лазерной очистке материалы испаряются, образуя пары, рядом с лазером следует установить систему вытяжки, чтобы гарантировать отсутствие выбросов в воздух частиц краски, масла или пыли.

Лазерная очистка представляет интерес для различных промышленных применений.
Удаление остатков горелой резины из форм для шин, новая жизнь старых трубопроводов, очистка труб на атомных электростанциях и даже более крупные проекты, такие как удаление краски с ржавого моста и подготовка свариваемых поверхностей — все это проекты, в которых может быть использована промышленная лазерная очистка.
Этот метод бесконтактной очистки может использоваться в бесчисленном количестве промышленных применений. Единственным ограничением является способность различать материал, который необходимо удалить, и материал, который необходимо защитить.
На данный момент наиболее распространенными сферами применения лазерной очистки являются:
• Предварительная обработка сварных швов для удаления ржавчины и других загрязнений с мест сварки.
• Обработка после сварки для удаления оксидов алюминия и нержавеющей стали.
• Лазерная подготовка поверхности для максимальной адгезии краски.
• Лазерное удаление оксидов со слитков специальных сплавов.
• Удаление покрытия сразу после процесса нанесения покрытия для замены маскировки деталей на производственных линиях.
• Очистка от краски деталей, которые в противном случае были бы отбракованы из-за дефектов окраски.