Las máquinas de limpieza láser se utilizan cada vez más en aplicaciones industriales

Si bien las aplicaciones de los láseres en corte, perforación y soldadura son bien conocidas, su aplicación en limpieza industrial es relativamente nueva y tiene un amplio espacio inexplorado.

Las aplicaciones de limpieza con láser están impulsadas principalmente por la necesidad del mercado de un método de limpieza no tóxico y no abrasivo que pueda usarse como una alternativa a los métodos de limpieza química, limpieza manual y limpieza con chorro abrasivo utilizados anteriormente.

Ventajas de la limpieza láser

Los principales problemas con los métodos de limpieza tradicionales incluyen: impacto negativo en el medio ambiente y desgaste del sustrato. Los sistemas de limpieza con chorro abrasivo generan grandes cantidades de residuos y pueden dañar las delicadas superficies de los sustratos; la limpieza con solventes químicos produce vapores y desechos líquidos potencialmente peligrosos.

Las deficiencias de los métodos de limpieza tradicionales han impulsado la aplicación de la tecnología láser en el campo de la limpieza de superficies. Debido a sus muchas ventajas, la limpieza con láser es ahora el método más efectivo para eliminar sustancias no deseadas de la superficie de los materiales.

Las principales ventajas de usar un limpiador láser en aplicaciones de limpieza de superficies incluyen:

• Métodos de limpieza automatizados

• Reducir la cantidad de residuos

• Mejorar la seguridad

• No se requieren productos químicos ni limpieza con chorro de arena

• Proceso de limpieza no abrasivo y sin contacto

Aplicación de máquina de limpieza láser

1. Pulido de superficies y desoxidado en la fabricación de acero.

La limpieza con láser también es un método eficaz y eficiente para eliminar las capas de óxido y óxido de la superficie de los materiales metálicos. Las capas de herrumbre y óxido son contaminantes que se forman en las superficies metálicas debido a procesos naturales o artificiales. Cuando los metales se exponen a la humedad, reaccionan con el agua para formar óxido ferroso, que se oxida. Este óxido puede degradar el metal, haciéndolo inadecuado para su uso en muchas aplicaciones.

Por otro lado, debido al proceso de tratamiento térmico, se forma una capa de óxido sobre la superficie metálica, que decolora la superficie metálica y dificulta las operaciones de acabado posteriores.

Para eliminar estos depósitos superficiales no deseados, se requieren tratamientos de descalcificación para proporcionar una superficie lisa para el preacabado y el acabado, como la galvanoplastia.

Los métodos tradicionales de eliminación de óxido e incrustaciones incluyen métodos físicos como el pulido con chorro de arena, el pulido, los dispositivos de raspado, la purga adicional y el cepillado con alambre, etc. También existen métodos químicos como el uso de productos químicos alcalinos o ácidos para eliminar las capas de óxido. Sin embargo, estos métodos no solo causan contaminación ambiental, sino que también dañan el metal base.

Para evitar estas desventajas, la limpieza con láser se ha convertido en el método de elección para las operaciones de oxidación y desincrustación. La capa de óxido/capa de óxido se elimina mediante la irradiación de un rayo láser con un pico de potencia alto y una tasa de repetición alta sobre la capa de óxido.

El láser debe dispararse en pulsos cortos para evitar dañar el metal base. El óxido absorbe rápidamente la energía del rayo láser, lo que hace que aumente la temperatura. Una vez que la temperatura sea lo suficientemente alta, el óxido se derretirá y eventualmente se evaporará.

Se prefieren los láseres de fibra pulsada, ya que ofrecen un mayor control sobre la potencia, la longitud de onda y la duración del pulso, lo que permite que la capa de óxido/óxido se evapore sin dañar el material del sustrato.

La limpieza con láser también se puede utilizar para la limpieza de superficies. Antes de aplicar una capa protectora resistente a la corrosión a las piezas de acero, la superficie de la pieza debe estar limpia y libre de cualquier contaminante.

La limpieza/preparación de la superficie requiere la eliminación de toda la contaminación de la superficie de las piezas de acero como preparación para la aplicación de una capa protectora. Estos contaminantes incluyen aceites, grasas, capas de óxido, hidratos, imprimaciones de taller y más.

Debido a que la limpieza con láser de fibra utiliza un método no abrasivo y sin contacto que no involucra solventes, productos químicos ni medios abrasivos, es ideal para la preparación de la limpieza de superficies y la eliminación de óxido/incrustaciones. El proceso de limpieza se puede realizar a pequeña o gran escala, y el proceso de limpieza se puede automatizar. La limpieza con láser es un método rentable y respetuoso con el medio ambiente para eliminar el óxido que prepara las piezas para una capa protectora.

2. Limpieza del conjunto del ánodo

La industria de fundición de aluminio utiliza bloques de carbono como ánodos de "sacrificio" en la producción de aluminio primario. La calidad del ánodo tiene un impacto en los aspectos ambientales, económicos y técnicos de la producción de aluminio. Se utiliza una pequeña fracción de la energía de la celda para vencer la resistencia del ánodo precocido.

La presencia de suciedad y otros contaminantes aumenta la resistencia del ánodo, lo que conduce a un mayor consumo de energía de la batería. La presencia de contaminantes también acorta la vida del ánodo al aumentar la velocidad a la que se consume durante el proceso de fundición. Desde el punto de vista de la eficiencia, es necesario limpiar y eliminar todos los contaminantes de la superficie del conjunto del ánodo antes de usarlo en operaciones de fundición de aluminio.

Además, los conjuntos de ánodos son herramientas valiosas que se pueden reutilizar, pero sus componentes principales deben manipularse minuciosa y cuidadosamente en condiciones específicas.

La limpieza con láser puede cumplir condiciones específicas para la reutilización de conjuntos de ánodos. La limpieza con láser se puede utilizar para:

◎ Elimina los residuos del fondo de carbón

◎ Limpiar la varilla del cátodo

◎ Eliminar la contaminación de la carcasa y la varilla corta

3. Preparación para la unión de metales

Para mejorar la estabilidad del proceso, la adhesión de la superficie y una mejor calidad de soldadura, las superficies de los materiales metálicos que se van a unir deben prepararse antes de aplicar la soldadura y otras técnicas de unión.

Sin la limpieza necesaria de las superficies metálicas, las uniones y las uniones son propensas a la degradación, mayor desgaste e incluso fallas catastróficas. La limpieza con láser se puede usar para tratar las superficies antes de unirlas, lo que da como resultado una excelente fuerza de unión, una mejor resistencia a la corrosión y durabilidad.

El limpiador láser es adecuado para la preparación de la unión porque elimina los óxidos y otros contaminantes como la grasa y los óxidos que pueden reducir la fuerza de la unión. La limpieza con láser es especialmente útil para aplicaciones que involucran superficies curvas o para limpiar piezas con geometrías tridimensionales muy complejas.

Una de las principales ventajas de la limpieza con láser es la capacidad de ajustar su potencia y longitud de onda para realizar correcciones precisas en los metales utilizados para la microestructuración, como el magnesio y el aluminio. También imparte alta resistencia a la corrosión al material, asegurando uniones estables y duraderas.

En los últimos años, los métodos de unión se han utilizado cada vez más en aplicaciones de diseño estructural, en lugar de las técnicas de unión tradicionales, como el remachado y la soldadura. Esto se debe a que el método de unión tiene muchas ventajas sobre las técnicas convencionales.

Estos beneficios incluyen distribución uniforme de la tensión, reducción de la corrosión, aligeramiento estructural, amortiguación de vibraciones y aislamiento acústico. Sin embargo, estos beneficios solo se pueden lograr si las superficies a unir se limpian cuidadosamente.

La limpieza con láser es ideal para tales aplicaciones, ya que elimina cuidadosamente el aceite, el óxido, los revestimientos protectores y otros contaminantes del envío sin dañar el material del sustrato.

4. Pretratamiento para soldadura fuerte y soldadura

También se ha demostrado que la limpieza con láser es eficaz en aplicaciones de pretratamiento para soldadura y soldadura fuerte. En la construcción naval, la fabricación de herramientas de precisión, la industria automotriz y otras industrias relacionadas, las superficies de aluminio y acero deben prepararse antes de que puedan soldarse.

La preparación para soldadura por láser es una de las muchas aplicaciones de la limpieza por láser para ayudar a eliminar metales ferrosos y no ferrosos, lubricantes y otros contaminantes de las superficies de metal y aluminio en preparación para una soldadura de alta calidad. También asegura costuras de soldadura blandas y no porosas.

Cuando se usa en el pretratamiento para soldadura y soldadura fuerte, la limpieza con láser hace lo siguiente:

◎ Elimina por completo las capas de imprimación de taller, hidratación y óxido

◎ Elimina manchas de grasa y aceite

Además de la preparación para soldadura y soldadura fuerte, los láseres se pueden usar para eliminar residuos de soldadura, como fundente residual y materiales de óxido, así como manchas de calor en uniones soldadas acabadas.

Los beneficios de usar la limpieza con láser en el pretratamiento de soldadura y soldadura fuerte incluyen:

◎ Longitud de onda y potencia ajustables para un procesamiento preciso de superficies de juntas en varios rangos de espesor de material

◎ No daña el material base (es decir, la capa galvanizada de la placa de acero)

5. Eliminación tópica del recubrimiento

La limpieza con láser es particularmente eficaz en aplicaciones que requieren la eliminación parcial de pintura o revestimientos de las superficies. Se puede utilizar en casi todos los tipos de superficies, ya sean químicamente anodizadas, oxidadas u orgánicas. La limpieza con láser elimina revestimientos y pinturas mientras mantiene la integridad de los materiales del sustrato en las industrias automotriz y aeroespacial.

Para aplicaciones de eliminación de recubrimientos, los láseres de fibra son la primera opción. Superan algunos de los desafíos inherentes a los que se enfrentaban las aplicaciones tópicas de decapado en el pasado al eliminar con precisión el recubrimiento en un área específica. Los láseres se pueden utilizar para:

◎ Tratamiento preciso de superficies funcionales y de diseño.

◎ Crear jaulas de Faraday y contactos de continuidad para la industria aeroespacial

◎ Eliminación parcial de pintura por compatibilidad electromagnética

◎ Proporcione un empalme para la conexión de cables

◎ Recubrimientos de cintas en la industria electrónica y automotriz

La limpieza con láser manual es muy eficaz en situaciones en las que deben eliminarse soldaduras críticas en estructuras/piezas pintadas para su inspección. Los láseres pueden eliminar recubrimientos sin necesidad de herramientas manuales o eléctricas, abrasivos o productos químicos que pueden ocultar áreas problemáticas y causar más daño a la superficie.

6. Eliminación selectiva de pintura

La eliminación selectiva de pintura es una de las muchas aplicaciones de la limpieza con láser. En las industrias automotriz y aeroespacial, a veces es necesario eliminar la capa superior de pintura mientras se protege la imprimación. Por lo general, la capa superior desgastada de un vehículo debe eliminarse por completo antes de aplicar pintura nueva.

Dado que las propiedades físicas y químicas de la capa superior de pintura son diferentes de las de la imprimación, la potencia y la frecuencia del láser se pueden configurar para eliminar solo la capa superior de pintura.

Dado que el láser no tiene efectos mecánicos, químicos o térmicos sobre la imprimación, la imprimación permanece intacta. Esto asegura la resistencia a la corrosión de la imprimación. Cuando se requiere metal desnudo entre las piezas para lograr el contacto eléctrico de metal con metal, el proceso de limpieza con láser es mejor porque ahorra tiempo y materiales y mejora la calidad de la superficie del producto terminado.

En la actualidad, el limpiador láser manual se usa principalmente para limpiar óxido, pintura, etc. en la superficie de piezas pequeñas. Por supuesto, esta máquina probablemente también sea adecuada para limpiar grandes superficies y grandes equipos/estructuras. Con el progreso actual en el campo, se espera que estas visiones se hagan realidad en un futuro próximo.