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激光清洗技术:效果可测量、可重复、更环保

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-01-04  浏览次数:45
       组件在制造过程中可能被使用的拉拔润滑剂或冷却润滑剂和防锈油所污染。这些残留物通常无法看到,但却会严重降低后续高能接合或粘合过程的质量。尤其是在汽车工业及其供应商高度自动化的制造环境中,组件质量和可靠性的标准一直在提高,现在表面污染物检测已成为生产过程中不可或缺的环节。

       在我国环境保护法规要求越来越严格、人们环保和安全意识日益增强的今天,工业生产清洗中可以使用的化学药品种类将变得越来越少。如何寻找更清洁,且不具损伤性的清洗方式是我们不得不考虑的问题。而激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点,被认为是最可靠、最有效的解决办法。同时,激光清洗可以解决采用传统清洗方式无法解决的问题。

       按照VDA19等标准和相应的ISO指引确立了统一检查汽车功能性组件微粒污染的程序。最近,对液体污染的更多关注使激光清洁成为主角。脉冲激光可使目标区域内的残留液体快速蒸发,效果可测量、可重复,且过程环保,能够实现自动化。

       ● 洁净度提高可靠性

       在大齿轮组件的生产中,激光焊接由于所需的能量较低,从而能减少变形,因此成为普遍的选择。汽车动力总成中的大量组件都要满足严格的质量标准,它们采用不同的材料和合金制造,使用传统技术很难或根本不可能进行焊接。

       ● 强大的激光,更短的周期

       汽车制造商需要快速、自动化的方式来对表面残留物进行彻底清理,从而获得强大、无空隙和微裂纹的焊接和粘合。激光清洁系统,尤其是使用脉冲固态激光器的激光清洁系统能满足所有的这些要求。决定激光器选择的主要因素是所需的洁净度和清洁组件的周期时间。

       ● 快速、有效到达指定位置

       在高度自动化、大批量的生产流程中,时间非常关键。与需要将整个组件浸入溶剂,或使用磨蚀剂或热冲击技术的传统清洁方法不同,激光清洁可在特定的功能表面(如焊缝和粘合,大小通常不超过几平方毫米)上进行。

       清洁所需的时间取决于激光焊接所需的时间,一般在4-10秒之间。选择性清洁的另一个优势是,它省去了将组件从清洁站运输到生产线的中间步骤。清洁激光器集成在生产线上,正好处于焊接或粘合站的上游。

       ● 边角清洁

       要清洁特定表面,扫描器光学器件使激光束在工件上快速进行前后移动。可根据所需的清洁效果使用不同的扫描图形和速度。线性扫描运动可用于清洁轻微污染;如果需要更深入的洁净,可采用重叠圆形扫描运动(与电动牙刷的动作相似)。在这种情况下,激光的脉冲多次通过同一个点,从而强化清洁动作。

       典型的激光清洁应用:快速清除粘着在变速器组件表面上的残留物。

       激光还可以“清洁圆形边角”,无需重新定位工件。放置镜子,引导激光束同时清洁管状或轮廓组件的上表面和下表面。

       ● 只清洁需要清洁的地方

       激光能够清洁极其敏感的表面,如铝、碳纤维复合材料或带涂层的部件,不会损伤下层材料。或者,通过选择不同的参数组,同样的激光器还能使表面变粗糙,提高粘合的强度。激光工具的灵活性使其能应用于所需的各种任务。通快根据“不超过必要限度,尽量少”的原则确定适合于各种应用的激光功率和脉冲频率。这种方法可为客户带来益处,因为激光清洁的成本比效果相当的湿化学清洁工艺低大约五倍。

       ● 清洁得足够干净吗?

       目前已经建立了微粒污染检查程序的标准和指引方针,可以预计,这些标准和指引迟早会涵盖液体污染。因此这不仅是适用哪种清洁方法的问题,而且要验证并记录效果。这就是推动通快与SITA Messtechnik GmbH合作的原因。

       使用扫描光学器件可以通过改变扫描方法获得不同的清洁效果。如果通过镜子反射一部分的光束,甚至可以同时清洁组件的上表面和下表面,无需重新定位工件。

       该公司位于德累斯顿,开发、生产并销售过程测量和控制设备,用于组件洁净度监测等应用。SITA开发了一种荧光测试设备,可根据从事的任务确定激光清洁系统的操作参数。通过在组件上照射紫外线,显示荧光有机物质(如润滑剂、油、冷却剂或溶剂)的痕迹。非接触式传感器测量残留污染的程度,或证实清洁后的表面达到彻底无残留的程度。和使用测试油墨的传统检查方法不同,SITA设备对于极小的测试表面也能提供精确结果。

       ● 另一种清洁选择

       “清洁”不仅是指激光加工的效果很洁净,而且加工过程本身也是一个绿色环保过程。和湿化学工艺不同,它不使用有毒溶剂,而且避免了使用磨蚀方法产生的噪声。此外,激光清洁很柔和,工艺速度显然也快于其它方法。这些优势已经获得汽车行业的认可,其它行业目前也在跟进, 因为激光是一种多用途的清洁工具。

       脉冲激光可用于选择性清洁结合表面或小型物体(如古代硬币),而紫外激光非常适合于清洁大型组件。它们可用于清除CFRP组件上的液体残留,或通过设置其它参数,可帮助清除顽固的油漆层或锈蚀层。作为高科技的清洁工具,激光拥有巨大潜力。 
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