Лазерное чистка металла – еще один вид деятельности на ЧПУ-станке, который обладает определенной перспективой в глазах его владельца. Изделия из широкого спектра сплавов металла со временем реагирует с газами атмосферы или среды, в которой эксплуатируются, в результате чего их наружная поверхность теряет некоторые свойства.
Это может быть начало коррозионных процессов, постепенно разрушающих защитный слой и конструкцию изделия в целом. Это может просто нежелательное изменение оттенка (например, с медными предметами), которое нарушает восприятие отдельных элементов композиции или дизайнерских элементов. Кроме того, лазерная очистка металла применяется не только в отношении следов коррозии, но и для снятия старой краски, лака и трудноудаляемых загрязнений иной природы.
Таким образом, имея лазерный аппарат, его можно использовать не только для производственных процессов резки и гравировки, но и для удаления ржавчины с отдельных элементов. Это свойство подобного оборудования также сказывается на прибыльности предприятия, на котором оно используется.
Методы очистки металла от ржавчины
Термическое воздействие на верхние слои обрабатываемого металла сконцентрированным пучком фотонов может осуществляться с различной интенсивностью. Соответственно, исходя из этого принято различать два метода лазерного удаления ржавчины:
- Десорбция. Этот вариант представляет собой отслаивание под воздействием маломощного лазерного излучения небольших фрагментов ржавчины, краски или загрязнения с поверхности изделия. Этот метод является более мягким, так как не меняет поверхностной структуры обрабатываемых предметов. Соответственно, он является предпочтительнее для работы с продукцией из ценных металлов, археологических ценностей и так далее.
- Абляция. За счет использование более мощного (в сравнении с вариантом десорбции) воздействия происходит испарение тонкого слоя защитной пленки с поверхности заготовки. У чистых изделий – это оксидная пленка, у покрытых ржавчиной – коррозионный слой. Испарившаяся часть металла превращается в пар, который удаляется при помощи вытяжной системы.
Лазерная чистка металла: преимущества методики
В отличие от других методов очистки металла от ржавчины, использование лазерного ЧПУ-станка имеет массу весовых преимуществ. В числе таковых:
- Бесконтактность и бесшумность метода. За счет отсутствия химического или механического воздействия очистка поверхности металла при помощи лазера может применяться даже для очень хрупких изделий. Кроме того, лазер легко проникает туда, куда механически попасть затруднительно (например, глубокие ниши при сильно изогнутых поверхностях);
- Исключительная чистота поверхности. Луч помимо следов коррозии удаляет грязь, масло, краску, лак и другие покрытия, улучшая текстуру металлического предмета. Кроме того, обработанная лазером поверхность приобретает оптимизированную адгезионную способность – то есть, сцепление с последующим покрытием будет надежнее.
- Высокая продуктивность и возможность автоматизации. Лазерная очистка металла – процесс высокопроизводительный и высокоточный. За счет использования интеллектуальной автоматики такую очистку отличает высокая точность и невозможность повреждения, если все параметры работы заданы верно. Процесс осуществляется на высокой скорости.
- Возможность выполнения серийной обработки. Это важный фактор для работы с однотипными элементами. Качество очистки при этом для всей партии продукции будет идентично.
- Экологичность. В отличие от химической очистки лазерный метод не требует никаких реагентов или вредных веществ, способных негативно повлиять на здоровье исполнителя или окружающую среду. Испаряемая ржавчина удаляется через сопло вытяжной вентиляции, которой оснащается аппарат для подобной деятельности.
- Низкие расходы. Лазерная чистка металла не требует никаких расходников (кроме очень редко заменяемых элементов самого ЧПУ-аппарата). Низкая мощность излучающей трубки, необходимая для осуществления процесса, приводит к очень низкому энергопотреблению.
Сфера применения оборудования для удаления ржавчины
Исходя из задач, лазерный ЧПУ-аппарат может применяться в режимах пониженной мощности для удаления коррозии или иного загрязнения в широком ряде случаев. В частности, такая техника применяется:
- Для обработки ювелирных изделий и ценного антиквариата;
- Для снятия налета с форм для автомобильных покрышек;
- Для обработки кузовных элементов автомобилей, кораблей, самолетов, поездов, элементов погрузочной, сельскохозяйственной и другой техники;
- Для восстановления поверхности металлических элементов дизайна строений;
- Для предварительной обработки свариваемых различными типами сварки конструкций. После завершения процесса сварной шов также может обрабатываться лазерным лучом для удаления дефектов и повышения качества поверхности (например, под последующую окраску, лакировку или исходя из требований аэродинамики).
Факторы, определяющие процесс лазерного удаления ржавчины
Факторы, определяющие такой процесс как лазерное удаления ржавчины, включают несколько пунктов. Давайте детальнее рассмотрим их и их влияние на эффективное выполнение процесса.
Мощность лазера
Этот показатель аппарата является наиболее существенным фактором, определяющим эффективность удаления коррозии. Он выбирается исходя из порога значений, который превышает величину абляции коррозии, но ниже величины абляции основного металла.
Почему важно подобрать этот параметр правильно? Чрезмерно высокий показатель мощности может привести к началу испарения самого неповрежденного коррозионным процессом металла. Если речь идет о ценных металлах – к примеру, о золоте, то это несколько снизит вес изделия. Слишком низкий показатель мощности же сделает процедуру очистки металлической поверхности неэффективной.
В этом плане принято различать маломощные лазерные установки (мощностью 12-20 Вт), аппараты средней мощности (100-400 Вт) и мощные установки (400-1200 Вт и выше). Первые являются компактными специализированными приборами, что используются только для удаления ржавчины. Оборудование средней и большой мощности – универсальная лазерная техника, что можно использовать также для резки и гравировки материалов.
Ширина обработки
Лучше всего для реализации задачи испарения коррозионного слоя подходят волоконные лазеры с гальванической головкой. Эти специализированные модели могут иметь ширину воздействия 150-300 мм. А чем больше эта величина, тем быстрее выполняется процедура. Но такие устройства обладают довольно внушительной ценой и применяются на специализированных производствах.
Скорость обработки лазером
Понятие ширины обработки и мощности излучения напрямую определяют скорость выполнения процесса очистки. Кроме того, скорость перемещения излучающей головки зависит и от того, насколько сложна конфигурация очищаемого изделия.
Если глубина, на которую проржавела деталь, мала, то стоит выставлять скорость обработки примерно в 400-500 мм/секунда. Если же изделие проржавело основательно, то скорость необходимо ощутимо понижать – вплоть до 20 мм/сек.
Охлаждение излучающей системы в процессе работы ЧПУ-станка несмотря на нагрев металла в большинстве случаев не требуется. Исключение составляют только случаи, когда речь идет о таком мощном профессиональном оборудовании как лазер для удаления ржавчины, которое используется с высокой интенсивностью и плотной загрузкой.
Выбираем лазерный станок для удаления ржавчины
Очевидно, что выбор ЧПУ-станка должен осуществляться исходя из объема подобных работ, который планируется выполнять. Для подавляющего большинства случаев чистки металлических изделий от коррозии лучше выбирать средний по габаритам лазерный гравировальный аппарат (например L5060. На нем можно выполнять более широкую гамму работ – соответственно, быстрее окупить вложения на его покупку и раньше выйти на прибыль.
Универсальный ЧПУ-станок MLC6090 от компании «Миртелс» отлично подойдет для этих функций, если речь идет не о длинных конструктивных элементах. Оборудование отлично подходит для гравирования и резки широкого спектра материалов. Но и ликвидация коррозии с поверхности металлических элементов с его помощью также будет выполнена довольно эффективно.