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激光清洗技術優勢及前景分析

編輯時間 : 2017-03-21 00:00:00 訪問人數 : 2387 次

激光網訊:動力總成組件中的焊縫和粘合必須滿足嚴格的質量標準。要獲得一流的性能,必須對接合麵進行徹底清潔。激光是高效的清潔工具,能夠清除所有殘留油脂的痕跡。

組件在製造過程中可能被使用的拉拔潤滑劑或冷卻潤滑劑和防鏽油所汙染。這些殘留物通常無法看到,但卻會嚴重降低後續高能接合或粘合過程的質量。尤其是在汽車工業及其供應商高度自動化的製造環境中,組件質量和可靠性的標準一直在提高,現在表麵汙染物檢測已成為生產過程中不可或缺的環節。

傳統的清潔方法非常耗時,無法實現自動化,而且通常對環境造成有害影響。同時,也沒有測量清潔效果的可靠方法。按照VDA19等標準和相應的ISO指引確立了統一檢查汽車功能性組件微粒汙染的程序。最近,對液體汙染的更多關注使激光清潔成為主角。脈衝激光可使目標區域內的殘留液體快速蒸發,效果可測量、可重複,且過程環保,能夠實現自動化。

● 潔淨度提高可靠性

在大齒輪組件的生產中,激光焊接由於所需的能量較低,從而能減少變形,因此成為普遍的選擇。汽車動力總成中的大量組件都要滿足嚴格的質量標準,它們采用不同的材料和合金製造,使用傳統技術很難或根本不可能進行焊接。

● 強大的激光,更短的周期

汽車製造商需要快速、自動化的方式來對表麵殘留物進行徹底清理,從而獲得強大、無空隙和微裂紋的焊接和粘合。激光清潔係統,尤其是使用脈衝固態激光器的激光清潔係統能滿足所有的這些要求。決定激光器選擇的主要因素是所需的潔淨度和清潔組件的周期時間。

● 快速、有效到達指定位置

在高度自動化、大批量的生產流程中,時間非常關鍵。與需要將整個組件浸入溶劑,或使用磨蝕劑或熱衝擊技術的傳統清潔方法不同,激光清潔可在特定的功能表麵(如焊縫和粘合,大小通常不超過幾平方毫米)上進行。

清潔所需的時間取決於激光焊接所需的時間,一般在4-10秒之間。選擇性清潔的另一個優勢是,它省去了將組件從清潔站運輸到生產線的中間步驟。清潔激光器集成在生產線上,正好處於焊接或粘合站的上遊。

● 邊角清潔

要清潔特定表麵,掃描器光學器件使激光束在工件上快速進行前後移動。可根據所需的清潔效果使用不同的掃描圖形和速度。線性掃描運動可用於清潔輕微汙染;如果需要更深入的潔淨,可采用重疊圓形掃描運動(與電動牙刷的動作相似)。在這種情況下,激光的脈衝多次通過同一個點,從而強化清潔動作。


典型的激光清潔應用:快速清除粘著在變速器組件表麵上的殘留物。(圖:TRUMPF GmbH + Co. KG)

激光還可以“清潔圓形邊角”,無需重新定位工件。放置鏡子,引導激光束同時清潔管狀或輪廓組件的上表麵和下表麵。

● 隻清潔需要清潔的地方

激光能夠清潔極其敏感的表麵,如鋁、碳纖維複合材料或帶塗層的部件,不會損傷下層材料。或者,通過選擇不同的參數組,同樣的激光器還能使表麵變粗糙,提高粘合的強度。激光工具的靈活性使其能應用於所需的各種任務。通快根據“不超過必要限度,盡量少”的原則確定適合於各種應用的激光功率和脈衝頻率。這種方法可為客戶帶來益處,因為激光清潔的成本比效果相當的濕化學清潔工藝低大約五倍。

● 清潔得足夠幹淨嗎?

目前已經建立了微粒汙染檢查程序的標準和指引方針,可以預計,這些標準和指引遲早會涵蓋液體汙染。因此這不僅是適用哪種清潔方法的問題,而且要驗證並記錄效果。這就是推動通快與SITA Messtechnik GmbH合作的原因。


使用掃描光學器件可以通過改變掃描方法獲得不同的清潔效果。如果通過鏡子反射一部分的光束,甚至可以同時清潔組件的上表麵和下表麵,無需重新定位工件。(圖:TRUMPF GmbH + Co. KG)。

該公司位於德累斯頓,開發、生產並銷售過程測量和控製設備,用於組件潔淨度監測等應用。SITA開發了一種熒光測試設備,可根據從事的任務確定激光清潔係統的操作參數。通過在組件上照射紫外線,顯示熒光有機物質(如潤滑劑、油、冷卻劑或溶劑)的痕跡。非接觸式傳感器測量殘留汙染的程度,或證實清潔後的表麵達到徹底無殘留的程度。和使用測試油墨的傳統檢查方法不同,SITA設備對於極小的測試表麵也能提供精確結果。

● 另一種清潔選擇

“清潔”不僅是指激光加工的效果很潔淨,而且加工過程本身也是一個綠色環保過程。和濕化學工藝不同,它不使用有毒溶劑,而且避免了使用磨蝕方法產生的噪聲。此外,激光清潔很柔和,工藝速度顯然也快於其它方法。這些優勢已經獲得汽車行業的認可,其它行業目前也在跟進, 因為激光是一種多用途的清潔工具。

脈衝激光可用於選擇性清潔結合表麵或小型物體(如古代硬幣),而紫外激光非常適合於清潔大型組件。它們可用於清除CFRP組件上的液體殘留,或通過設置其它參數,可幫助清除頑固的油漆層或鏽蝕層。作為高科技的清潔工具,激光擁有巨大潛力。


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