Очистка кузова автомобиля лазером
Как лазер может удалять ржавчину с деталей автомобилей
Что может лазер?
Недавно Европейская компания LaserAge продемонстрировала, как лазерные технологии могут быть использованы для очистки поверхности автомобильных деталей от ржавчины. Предлагаем вам посмотреть впечатляющее видео этого процесса, а также посмотреть, на что еще способны современные лазеры.
Лазер, возможно, самый лучший и простой способ очистки различных материалов от различных загрязнений
Мы надеемся, что наш 21 век перевернет мир так, чтобы даже самые смелые прогнозы футурологов и фантастов окажутся слишком скромными. Например, мы ожидаем, что в течение этого века лазерные технологии станут дешевле, а также более компактными. В таком случае возможно уже скоро каждый из нас сможет покупать мощные лазеры, как обычный шуруповёрт в магазине инструментов за небольшие деньги.
Хотите посмотреть каких технологий достигли современные лазеры в наши дни?
Как и видео выше, предлагаем вам посмотреть еще ряд возможностей лазера по очистки разных поверхностей от грязи, налета, ржавчины и т.п.
Это невероятно, но уже сегодня лазеры могут удалять практическое любое вещество с любых поверхностей.
Для того чтобы вы наглядно увидели, на что способны новые лазерные технологии, мы ниже разместили ряд GIF-фотографий. Если вы хотите посмотреть полные видеоролики с процессом работы лазера, то нажмите на ссылку «Источник видео».
ТЕХНОЛОГИЯ ЛАЗЕРНОГО УДАЛЕНИЯ КОРРОЗИИ АВТОМОБИЛЯ
Лазерная очистка – это химически чистый процесс, с помощью которого можно избавиться от широкого спектра примесей, даже таких, которые не удаляются традиционными способами.
Технологии по удалению ржавчины с кузова автомобиля не стоят на месте, а постоянно совершенствуются. В наше время одним из перспективных способов очистки поверхности материала от ржавчины, а также подготовки ее к дальнейшим видам обработки (покраске, сварки) является лазерно – плазменная обработка.
Теперь не нужно вручную или с помощью шлифовальной машинки очищать поверхность кузова автомобиля от ржавчины и вдыхать вредную химическую пыль. Данную процедуру теперь может сделать лазерное оборудование, которое в свою очередь не требует применения различных веществ и воды, так же не будет создаваться никакая вредная пыль, потому что в процессе работы не образуется вторичных отходов. Самый нижний предел размера удаляемых частиц при лазерной очистке меньше 0.1 мкм.
Таким образом, некоторые задачи, которые требуют максимальной очистки, просто невозможно решить, не прибегая к лазерной технологии. Например, это труднодоступные места автомобиля, куда обычным механическим способом не достать.
С применением этой технологии появилась возможность изменения параметров облучения в широких пределах и подбирать режим обработки индивидуально для каждого типа поверхности.
Преимущества лазерной очистки – это дистанционность, высокая производительность, отсутствие механического повреждения.
Существуют два вида лазерной очистки, сухая и влажная. Они основаны на импульсном лазерном нагреве поверхностей – сухих или с использованием тонкого слоя жидкости, нанесенного на поверхность. Сухая очистка отличается простотой выполнения, но эффективность ниже, чем у влажной, а необходимая энергия излучения – выше. Недостатки сухой очистки являются существенными, нежели влажной. Энергетические пороги лазерной очистки в 2-3 раза ниже, чем у сухой. В некоторых случаях сухая лазерная очистка металла автомобиля сопровождается локальными повреждениями поверхности.
Применение излучения YAG:Nd-лазера в режиме наносекундных импульсов удаляет коррозионные слои толщиной до 200 мкм без повреждения основного металла. Луч обычно направляют перпендикулярно поверхности, но в ходе использования лазера, выяснилось, что при наклонном положении пучка излучения, качество очистки повышается. [2]
Лазерная технология – это применение «чистой лучевой энергии» для удаления коррозии с кузова автомобиля. Развитию данной технологии препятствовали в основном экономические проблемы (высокая стоимость) и производительность процесса.
Схема процесса очистки состоит в следующем. Пучок лазера фокусируется на поверхности обрабатываемой детали автомобиля и размер пятна должен быть такой, чтобы плотность мощности излучения приводила быстро к повышению температуры поверхностного слоя. Величина такой мощности составляет от 107…1010 Вт/см2. Производительность лазера зависит от его мощности, но также существенную роль играют поглощающие свойства поверхности.
Новое поколение лазеров импульсного типа идеально пригодны для систем очистки коррозии с поверхности и труднодоступных мест автомобиля. Лазер YLR-20 с мощностью излучения 20 Вт, это компактный прибор, имеющий воздушное охлаждение, формирующийся пучок составляет около 12…15 мм. Серийно такие лазеры выпускаются с мощностью 10,20 и 50 Вт, по специальному заказу выпускают и версии достигающие 200 Вт. В данных моделях существует разный диапазон частоты импульсов, который можно регулировать, но не менее чем на 20 кГц, достигаемая энергия импульса составляет около 1 мДж. [3]
Бельгийской компанией было разработано новое устройство P-Laser QF-1000. Прибор предназначен для подготовки и очистки поверхности металла автомобиля к дальнейшей обработке. Например, при удалении коррозии с участков кузова автомобиля, бывают моменты, когда нужно прибегнуть к применению сварных работ, тогда перед этой работой применяют подобную обработку. Стоимость ручного лазера очень высока – 50 Вт версия стоит 47800 евро.
Лазер P-Laser QF-1000 выдает короткие импульсы, направленные на поверхность автомобиля. Оксиды и грязь под действием импульсов распадаются, при этом получается идеально чистая поверхность, которая готова к дальнейшей обработке. Данная технология действительно невероятна, она не оказывает ни малейшего вреда телу человека. [4]
В таблице 1 приведена технологическая карта подготовки автомобиля к антикоррозионной обработке и удаления ржавчины лазером.
Таблица 1 – Технологическая карта подготовки автомобиля к антикоррозионной обработке и удаления ржавчины лазером
Наименование и изображение операции
Оборудование, необходимое для выполнения операции
Лазерная очистка металла: преимущества, принцип работы, виды.
Минимальный расход энергии при использовании волоконно-оптического лазера позволяет активно применять его в различных сферах, смежных со сваркой, очисткой поверхностей и другими областями.
Технология имеет высокие стандарты качества и надежности. Не подходит для камня.
Преимущества способа лазерной очистки ржавчины
Видео лазерной чистки
Лазерная очистка металла
Стационарная установка для лазерной очистки металла Tor S 1020
Лазерная очистка металла от ржавчины
Почему очистители металла называют «лазерный пескоструй» или «лазерный пескоструйный» аппарат?
Термин «лазерный пескоструйный аппарат» применяют для обозначения устройств очистки, основываясь на природе задачи, ради которых они работают. И пескоструйка или лазеры используются для очистки поверхности от различных продуктов окисления, коррозии и т. д.
Очистка лазером. Сферы применения
Рис.1. Использование системы для очистки металла
Лазерные станки для удаления ржавчины применяются во многих сферах. Самые основные:
Оборудование для лазерной очистки
Лазер для удаления ржавчины (лазерный очиститель) TOR S 200 Вт
Рис.2. Импульсный лазерный очиститель TOR S 200 Вт
Лазерный инструмент или лазерный очиститель TOR Ultra 1000 Вт
Рис.3. Установка для удаления ржавчины металла TOR Ultra 1000 Вт
Лазер для удаления ржавчины (лазерный очиститель) TOR M100
Рис.4. Устройство лазерной очистки TOR M100 в мобильном исполнении
Принцип работы удалителя ржавчины
Принцип работы лазерного очистителя заключается в излучении светового потока или импульса прибором на металл. В случае отсутствия ржавчины луч лазера отражается от поверхности. Участки, подверженные коррозии, поглощают лазерный поток. Происходит переизбыток энергии, оксиловые частицы (оксилы) становятся менее прочными, разрушаются и отходят от основания.
Из-за лазерного излучения высокой мощности коррозия подвергается плавлению и испаряется.
Рис.5. Результат работы инновационной чистки лазером металлических изделий.
Окислы плавятся при температуре 1600 градусов. Для плавки стали необходимы более высокие показатели. За счет этого не происходит разрушение металла, а сама поверхность не повреждается.
Лазерная очистка металла высокоэффективна. Качество процесса достигается ударной нагрузкой и воздействием на металл при помощи высоких температур.
Операции можно проводить как на гладких, так и на рифленых изделиях. Может счищать застаревшую краску и не повреждать основное покрытие.
Какие приборы используют для удаления ржавчины?
Для избавления от ржавчины используются полностью автоматизированные устройства. С их помощью любую очистку можно сделать более качественной. Их отличает самостоятельное выполнение функций и отсутствие необходимости полного вмешательства в процесс.
Виды установок для удаления коррозии различаются по типу мощности лазера:
Как правильно пользоваться устройством для лазерной чистки?
Рис.6. Пример применения системы, работающей на технологии лазерной чистки
Лазер для очистки прост в использовании. Его технология представлена следующим образом:
При контроле процесса абляции можно выборочно разрушать ржавчину или застарелое лакокрасочное покрытие с разной толщиной.
Во время операции следует использовать средства индивидуальной защиты: защитная маска для лица и перчатки.
Технологии лазерной обработки поверхности
Представлена в двух видах:
Абляция
Рис.8. Абляция по металлу
Метод абляции основан на импульсном излучении, которое воздействует на выбранную часть и испаряет ржавчину. Коррозия возвышается над неповрежденным металлом в виде плазменное облако и полностью рассасывается.
Запуск абляции происходит из-за резкого перепада температур. Лазер может разогреть металлическую поверхность до температуры свыше 160000 градусов.
Рабочая операция проводится за два последовательных шага:
После окончания очистки нужно лишь выключить устройство.
Десорбция
Процесс десорбции характеризуется мягким методом обработки. В этом случае ржавчина разрушается при помощи фотонного пучка, который приподнимает коррозию в формате чешуек, а не цельной пленки.
Нагрев поверхности происходит сразу за один цикл.
За счет щадящего эффекта десорбцию применяют для обработки сложных изделий с рифленой формой, отверстиями или пазами, декоративной отделкой.
Для удаления ржавчины толщиной в 50-75 мкр достаточно лазера, мощностью в 106 Вт/кв, с диаметром фотонного пучка не более 100 мкр.
Виды систем удаления ржавчины
Устройства для очистки лазером металлических и пластиковых поверхностей классифицируются на:
Легко транспортируемые системы (ранец)
Рис.11. Портативная чистящая машина TOR M100
Системы, подверженные транспортировке, наиболее компактны и удобны. Они состоят из следующих приспособлений:
Системы для интеграции в производство
Рис.12. Прибор удаления ржавчины TOR 1000 ULTRA
В качестве специализированных систем выступают компактные стационарные твердотельные и волоконные лазеры Nd:YAG. Они созданы специально для работы на производстве. В первую очередь, это конвейерная лазерная очистка.
Системы данного типа не так компактны, но оптимизированы для максимальной эффективности в своей сфере. Они отличаются более скорой окупаемостью из-за полного вхождения в автоматизированный производственный процесс, связанный с промышленностью.
Длина кабеля может меняться в зависимости от модели.
Решения для автоматизированных и роботизированных систем
Рис.13. Устройство для удаления ржавчины TOR S 200
Чистящие лазеры интегрировали в сторону автоматизированных систем, что характеризуется лучшей оптимизацией и высокой точностью. Мы гарантируем полноценное техническое обслуживание, участие при пусконаладке, помощь в эксплуатации.
Особенности лазерных систем чистки с ЧПУ (числовое программное управление)
Лазерные очищающие системы обладают следующими характеристиками:
Оборудование для лазерной очистки металла от ржавчины – разновидности и особенности
Поэтому коррозию нужно удалять сразу после ее появления, не теряя время и не дожидаясь ее распространения. Справиться с ржавчиной можно с помощью лазера.
О том, как применить этот современный метод на практике, а также когда и для каких устройств можно использовать лазер для удаления ржавчины, читайте в статье.
Лазерный очиститель – что это за устройство?
Чтобы вывести коррозию с металла необходимо обзавестись специальным лазерным аппаратом. Именно он является источником светового потока определенной мощности.
Основу установки составляют 3 элемента:
Эти модули соединены друг с другом оптоволоконным кабелем.
Для личных нужд используют аппараты малой мощности. В автомастерских и на небольших предприятиях применяют устройства средней мощности. По виду они напоминают компрессоры. Также в продаже можно встретить массивные стационарные установки. Их используют исключительно на крупных предприятиях.
Как работает удалитель?
Принцип работы лазера довольно прост. Прибор, излучая световой поток, воздействует на металл. Если поверхность изделия чистая, то она просто отражает его. Участки, покрытые ржавчиной, эти лучи, напротив, поглощают.
В результате накопления избыточного количества энергии, окислы начинают слущиваться и отходить от основания. Под влиянием мощного лазерного излучения коррозия плавится и испаряется.
Температура плавления окислов – 1600 градусов. Сталь меняет свою структуру при более высоких показателях. Поэтому лазер не оказывает разрушительного влияния на металл.
Высокая эффективность чистки достигается не только за счет воздействия на металлическую поверхность высокими температурами, но и благодаря ударной нагрузке. С помощью лазера одинаково хорошо можно очистить не только гладкие, но и рифленые изделия.
Преимущества способа
Применение современных разработок при создании рассматриваемого метода обработки определяет то, что он характеризуется большим количеством преимуществом. Примером можно назвать следующие моменты:
Часто можно встретить мнение, что создаваемое излучение оказывает негативное влияние на зрение оператора. Проведенные исследования указывают на безопасность направленного луча.
Кроме этого, многие станки имеют специальный защитный кожух, а оператор должен работать в защитных очках.
Лазерная очистка металла может проводится и в ручном режиме. В подобном случае лазерная очистка подразумевает применение пульта дистанционного управления.
Лазерная очистка в ручном режиме
Современные модели практически полностью автоматизированы. При этом оператор не находится в непосредственной близости от устройства, наблюдает за происходящим через систему видеонаблюдения.
Сфера применения аппарата
Лазеры для удаления ржавчины и окалины применяют в трех сферах, которые можно разделить на следующие группы:
Микрообработка. Она предполагает зачистку клемм, разъемов и проводов от окалины. Световой луч убирает слой толщиной до 1 мкм.
Иными способами зачистку провести просто не удастся. Основная сфера применения для микрообработки металла лазером – это электроника.
Несомненным преимуществом удаления ржавчины с помощью лазера является высокая скорость обработки. При этом самому изделию вред не наносится.
Сфера использования
Лазер имеет широкую область применения, при этом в ней различают микро-, макрозоны и крупномасштабную эксплуатацию. Затраты на проведение обработок тоже будут разными, ведь они зависят от того, сколько стоит сама установка, от ее мощности, объема работ и их сложности.
Микроприменение
Данная сфера использования подразумевает проведение зачистки проводов при припарке, приваривании различных электронных соединений – клемм, разъемов. Иным способом, кроме лазерного, практически невозможно сделать очищение мелких плоских проводов от старой изоляции без их повреждения. Световой луч уберет слой изоляции толщиной меньше 1 мкм или напыленное серебряное покрытие, при этом не касаясь медной составляющей. Кроме того, в сфере электроники лазер применяется для выполнения:
При необходимости с помощью лазерных установок можно убрать полиамидное покрытие с тормозных или охладительных систем, что требуется при зачистке концов соединяемых трубок. Лазерная методика позволит произвести эту сложную операцию без повреждения алюминиевой сердцевины.
Макроприменение
Лазерная очистка металла – недешевый метод, но он полностью оправдан при необходимости в обработке дорогостоящих изделий: украшений, монет, слитков, ценных предметов. Эта технология находит применение и в сфере производства на заводах резинотехнических изделий: световой луч эффективно убирает налет с форм для покрышек после сотен заливок. Если чистить пресс-формы химическим методом, процесс займет много времени, а поверхность дорогостоящего изделия может быть повреждена.
Лазер предотвращает подобные последствия и минимизирует временные затраты на удаление элементов коррозии. Время лазерной обработки формы не превышает 60 минут по сравнению с 8 часами, которые требует химический метод. Также изделие не нужно будет демонтировать перед работой, что намного удобнее технически и исключает проблемы при повторной сборке.
Крупномасштабное использование
Какие приборы используют?
Для удаления ржавчины используют автоматизированные приборы. Они выполняют свою функцию практически самостоятельно. От человека требуется минимальное приложение усилий. Различают приборы по типу конструкции, по мощности и особенностям управления.
Виды лазеров, в зависимости от их мощности:
От 12 до 20 Вт. Это установки малой мощности, которые питаются от аккумулятора.
Для личных нужд и для малых предприятий чаще всего приобретают портативные установки, которые имеют компактные размеры и управляются вручную.
Одной из наиболее удобных моделей является лазер-ранец. Он имеет небольшие размеры и малый вес, благодаря чему человек получает возможность быстро и без каких-либо неудобств обрабатывать габаритные и небольшие объекты. Такие приборы применимы как в условиях производства, так и вне него.
Когда требуется лазер повышенной мощности, лучше приобрести стойку со встроенной системой фильтрации воздуха.
На крупных заводах используют масштабные стационарные приборы, которые синхронизированы с компьютером.
Обзор лазера-ранца в видео:
Известные модели лазеров
Лазер от ржавчины
Наиболее популярными в сфере специализированного оборудования для удаления ржавчины с металла и других поверхностей являются аппараты от Clean Laser. Они производятся в Германии. Изготавливается широкая линейка лазерного оборудования.
Самый востребованный вариант представляет собой ранцевый лазер, который состоит из небольших модулей, соединенных специальным кабелем из оптоволокна:
Когда включается установка, начинается сканирование поверхности для выявления глубины слоя ржавчины. Только потом на указанную область направляется полноценный лазерный поток.
Частички ржавчины, которые отделены от металла, переносятся в специальную емкость. Процесс заканчивается после того, как поверхность полностью будет освобождена. А направленный на нее лучевой поток будет уходить в противоположную сторону.
Малые аппараты на аккумуляторах популярны в археологии и других древних науках. Ведь они помогают снять загрязнения с любых находок, даже очень древних. Агрегаты мощностью от 100 до 400 ватт похожи на компрессоры, применяются в небольших помещениях. А габаритные аппараты применяют для мощных объектов, их стоимость достигает сотни тысяч долларов.
Альтернативой европейским лазерам являются азиатские модели. Обычно их стоимость ниже, а характеристики схожи. Одним из них является LY CL 100. Он используется для очистки от ржавчины различных металлов. Мощность составляет 100 ватт, способен работать 50 тысяч часов без смены главных деталей. Среди остальных характеристик агрегата выделяются:
Такие устройства хорошо подойдут для того, чтобы очистить от ржавых следов автомобильные кузова, удалить краску или зачистить отдельные участки, которые этого потребуют. Использование лазера здесь будет наиболее безопасным и эффективным методом по уборки ржавчины с деталей и продлевает срок эксплуатации.
Какой выбрать?
При покупке лазера нужно отталкиваться от тех задач, которые с его помощью будут решаться. Общие рекомендации:
Для микрообработки приобретают лазеры малой мощности. С их помощью можно зачистить провода, удалить окислы с клемм и микросхем. Такие устройства востребованы у мастеров, занимающихся ремонтом электроники.
Для личных нужд следует присмотреться к недорогим китайским лазерам. Они востребованы на рынке и стоят дешевле своих европейских аналогов. Средняя длительность эксплуатации прибора без смены головки составляет 50 000 часов.
Перед покупкой нужно обратить внимание на вес установки и на ее габариты.
Как правильно пользоваться?
Использовать лазер для удаления ржавчины несложно. Технология обработки подразумевает прохождение следующих шагов:
Во время работы нужно позаботиться о средствах индивидуальной защиты. Лицо закрывают маской, а руки защищают резиновыми перчатками.
Что значит лазерная абляция?
Лазерная абляция (удаление ржавчины) – это специальная технология, позволяющая при помощи лазерного импульса удалять с поверхностей ненужные вещества. С помощью лазерной абляции можно также определять концентрацию в химическом составе элементов и изотопов. Данная методика применяется аналитической химией и геохимией.
Особенности, характерные для процесса лазерной абляции:
Возможно ли сделать его своими руками?
Сделать лазер для удаления ржавчины с металла своими руками невозможно.
Собрать установку, которая будет сканировать толщину коррозии, а после этого безопасно счищать ее, могут только на заводах, специализирующихся в этом направлении.
Попытаться собрать прибор самостоятельно можно, если в наличии есть все необходимые комплектующие. Заказывать и покупать их придется в магазине или выписывать из-за границы. Это довольно трудоемкий процесс, поэтому намного проще купить уже готовую установку.
Где купить, какова цена?
Купить лазер для удаления ржавчины можно в Интернете. В зависимости от страны производства, заказ делают либо напрямую у производителя, либо через специализированные сервисы.
Цена аппаратуры варьируется в широких пределах. Она зависит от мощности прибора, особенностей его функционирования, сферы применения и комплектующих.
Можно попытаться сэкономить и приобрести установку, которая ранее была в эксплуатации, но гарантии ее исправной работы отсутствуют. Цена б/у лазеров начинается от 60 000 руб.
Если сломался, как его починить?
Ремонтом лазерных установок должны заниматься профессионалы. Пытаться самостоятельно справиться с поломкой не следует, даже при наличии знаний в сфере электроники.
Найти специалиста несложно. Достаточно ввести соответствующий запрос в поисковую строку любого браузера.
Если в мастерской отсутствуют детали, нуждающиеся в замене, их необходимо заказать. В этом случае придется подождать доставку, а также дополнительно оплатить расходы на пересылку.
Подручные средства для удаления ржавчины
Ржаво-бурые пятна на железной поверхности не только делают изделие неприглядным внешне, но и оказывают разрушительное действие, стремясь превратить прочный блестящий металл в хлопья. Стоит оставить мокрыми противни, сковородки, столовые приборы, как они тут же попадают под прицел «рыжего врага». Опытные хозяйки знают, какими подручными веществами можно справиться с этой серьезной проблемой. Вот некоторые из них.
Пораженное коррозией изделие помещают в емкость с 9%-м уксусом и оставляют на 10–15 часов, после чего убирают остатки загрязнения жесткой щеткой, промывают проточной водой и протирают насухо.
Если изделие слишком громоздкое и замочить его целиком невозможно, уксус наносят кисточкой или распыляют пульверизатором.
В миску насыпают горстку пищевой соды и разводят водой до получения густой кашицы. С помощью губки или кисточки обмазывают заржавевшую деталь приготовленным средством и оставляют на полчасика, после чего тщательно отчищают железной мочалкой или щеткой, промывают водой и вытирают насухо.
Для удаления свежих пятен ржавчины многие пользуются солью и разрезанным пополам клубнем картофеля. В картошке содержится щавелевая кислота, которая разъест налет, а соль выступает в роли абразива.
Самое известное вещество, позволяющее быстро удалить ржавые подтеки. Поврежденную поверхность детали зачищают с помощью металлической щетки, оборачивают тряпкой, смоченной в керосине, и оставляют на 2–3 часа.
Если в хозяйстве водится рыбий жир, его можно использовать для решения проблем со ржавчиной. Благодаря этому средству поверхность не только избавится от коррозии, но и обретет защиту в виде тонкой жировой пленки, оставшейся после нанесения жира. Способ очистки похож на описанные выше: рыбьим жиром обмазывают пораженное место, оставляют на 2–3 часа, после чего отчищают остатки ржавчины.
Пытливые хозяйки выявили еще массу веществ, способных удалить ржавые пятна и восстановить внешний вид металлического изделия. Оказывается, с этой работой превосходно справляются и томатный кетчуп, и кока-кола, и даже некоторые лекарственные препараты, например «Алка-зельтцер» или аспирин. Главное – после очистки тщательно просушить поверхность и всякий раз после использования вытирать железные предметы насухо и хранить их в сухом месте.