Удаление ржавчины лазером

Какие модели лазеров выпускаются?

Самыми популярными на рынке считаются аппараты компании Clean Laser (Германия), которая выпускает большую линейку лазерного оборудования. Наиболее востребованным считается компактный «рюкзачный» лазер, состоящий из 3-х отдельных модулей, которые соединены оптоволоконным кабелем:

• ранца с источником питания,
• лазерной головки,
• прибора видеонаблюдения.

При включении установки происходит сканирование поверхности, выявляется глубина ржавчины, и только затем на область загрязнения направляется лазерный поток полной мощности. Остатки разрушенных элементов ржавчины, которые отсоединились от металла, уносятся в особую емкость. Процесс завершается в автоматическом режиме, когда поверхность изделия станет полностью свободной, и направляемый на нее поток света будет отражаться.

Небольшие аккумуляторные аппараты малой мощности очень популярны у археологов, любителей антиквариата, поскольку позволяют снять налет загрязнения даже с деликатных, ценных предметов. Агрегаты средних размеров мощностью до 400 Вт на вид напоминают компрессоры и обычно используются в автомастерских, на небольших производствах. Габаритные, мощные установки имеют крупномасштабное значение и стоят сотни тысяч долларов.

Китайские лазеры

Изделия китайского производства тоже пользуются спросом на рынке, ведь их цена обычно дешевле, чем у европейских установок. Например, аппарат LY CL 100 применяется для очищения металлических изделий от ржавчины, имеет мощность 100 Вт, эксплуатируется без смены головки в течение 50000 часов. Вот прочие характеристики прибора:

• частота повторов – 1,2-25 КГц,
• скорость работы – 7000 мм/сек,
• линейная скорость – 70 м/мин,
• длина волны – 1064 Нм,
• вес установки – 70 кг.

Подобные мобильные устройства могут использоваться для очищения кузова авто, удаления краски или зачистки проржавевших участков. Применение лазера считается эффективным и безопасным способом обновления деталей, помогает продлить срок их жизни и серьезно сэкономить на покупке новых.

Оборудование

В продаже встречается самое различное оборудование.

Наиболее распространенный лазер для удаления ржавчины представлен сочетанием двух модулей: один является источником питания, второй – лазерная головка.

В некоторых случаях в комплект поставки включается устройство видеонаблюдения, которое позволяет удаленно контролировать процесс.

Лазерная установка действует следующим образом:

1. На момент включения устройства оно сканирует поверхность для проверки наличия очагов ржавчины. При этом современные технологии позволяют определить глубину и характер повреждения. Тестирование проводит лазерный луч малой мощности.
2. После того как было прекращено тестирование изделия устройство само выбирает мощность луча. Кроме этого, подобный параметр можно настроить в ручную. Этого показателя должно быть достаточно для того, чтобы ржавчина испарилась.

Современное оборудование способно в автоматическом режиме определять полное очищение металла от различных загрязняющих веществ, после чего останавливать процесс обработки. Мощность установки может варьировать в большом диапазоне, к примеру, у недорогих установок показатель 12-20 Вт. Мощные модели для профессионального применения имеют показатель мощности около 1000 Вт.

Технологический процесс лазерной резки металла

Луч образует на образце точку. Точечное воздействие позволяет добиться максимально быстрого нагревания выше температуры плавления и кипения. Вещество начинает испаряться. Если плотность материала высокая или большая ширина, то испарение затруднительно, поэтому присутствует газовый баллон – инертный газ (кислород, азот, обычный воздух) направлен на эту зону и выдувает расплавившиеся элементы.

Виды операции

Классификация основана на выборе рабочего элемента, то есть прибора, образующего лазерный поток. Различают три типа установок по мощности:

• Не более 6 киловатт – работа с твердыми телами. В основе лежит рубин или специальное прочное стекло. Они позволяют генерировать высокий импульс с постоянным потоком.
• До 20 кВт – с помощью газа. Газовая смесь из азота, кислорода, гелия прогревается и разгоняется с помощью электроэнергии.
• До 100 кВт – наиболее мощные станки, газодинамические. В их основе углекислый газ, который направлен узким потоком на локализованную область.

Читать также: Расположение светильников на потолке в ванной

Режимы резки металла лазером

Любая установка имеет множество параметров. Их выбор зависит от конкретных характеристик разрезаемого материала и желаемого результата. Например, мощность прямо пропорционально увеличивается в зависимости от толщины листа.

Также имеет значение химический состав. Углеродистые стали имеют преимущества перед низкоуглеродными по прочности, но они же на 25-35% медленнее нагреваются и разрушаются из-за добавления углерода. Аналогично влияют и прочие легирующие добавки.

Также влияет выбранный газ. Чистый кислород в два раза эффективнее, чем обычный воздух. Качество разреза (шероховатость, образование сколов, дефектов) зависит от скорости процесса и толщины заготовки. И, конечно, важна точность. Самый лучший показатель у станков с ЧПУ. Они заранее программируются, вводятся все показатели, выбор программы осуществляется автоматически. Приведем таблицу, которая поможет определить режим:

При длительном соприкосновении поверхности обычной стали с воздухом или любой другой коррозионно-активной средой на его поверхности постепенно образуется слой окиси железа. Это не только портит внешний вид изделия, но и провоцирует его дальнейшее ржавление. Наиболее популярны химические методы очистки металлических поверхностей от ржавчины. Но, как утверждается, «не хлебом единым»…

Преимущества метода

С помощью малых установок, которые работают на аккумуляторе, можно провести процедуру удаления ржавых явлений с металлической поверхности самостоятельно.

Ниже будут описаны еще плюсы такого способа по сравнению с преобразователями, механическим вариантом и так далее:

1. Нет вредных испарения, безопасная работа.
2. Человек не взаимодействует с рабочим основанием.
3. Высокое качество удаления.
4. Бесшумная работа станков.
5. Быстрота обработки оснований.
6. Легко настраивать и регулировать станки.
7. Отключение в автоматическом режиме лазера после окончания процедуры.
8. Можно работать с разными типами металлической поверхности.
9. Не нужно покупать расходники.
10. Материал не повреждается, слой снимается одинаково.

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:

1. От 12 до 20 Вт. Это установки малой мощности, которые питаются от аккумулятора.

2. От 100 до 400 Вт. Это компактные портативные системы, применяемые для удаления окислов с изделий средних размеров.
3. До 1000 Вт. Это мощные приборы, которые чаще всего являются стационарными. Рабочая способность таких лазеров достигает 100 000 часов. Только спустя это время может потребоваться замена головки. После установки новой детали устройство можно эксплуатировать дальше.

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:

Технология лазерной очистки

Для того, чтобы провести лазерную зачистку металла от ржавчины, нужен специальный аппарат, фокусирующий мощный световой поток. Принцип работы устройства заключается в способности чистого металла отражать лазерное излучение, когда вещества с более сложным составом его поглощают. В результате слой ржавчины, который включает смесь трех оксидов железа, пленок гидроксидов и разных загрязнений, начинает накапливать энергию, нагреваться и слущиваться с основания. Если мощность лазерного оборудования высока, то налет плавится и испаряется.

Лазерная абляция

Чаще всего лазерная очистка металла от ржавчины производится при помощи абляции – импульсного излучения, вызывающего испарение оксидной пленки. Последняя «приподнимается» над поверхностью в форме плазменного облачка, затем рассасывается. Абляция происходит на границе двух фаз: газообразной и конденсированной – и начинается благодаря резкому перепаду температур (оборудование способно разогреть основание до +16500 градусов).

Порядок работы прибора таков:

1. Сканирование (диагностика). Лазер определяет глубину обработки при помощи кратковременного импульса, издаваемого рабочей головкой.
2. Основной этап. В автоматическом режиме выбирается мощность, осуществляется полное снятие ржавчины.

Десорбция

Под десорбцией понимают условно более мягкое воздействие на ржавчину фотонным пучком, которое вызывает отделение поверхностного слоя в форме чешуек. Для таких установок характерна малая мощность, приводящая к нагреву без фазовых превращений. Обычно для достижения нужного эффекта при толщине оксидной пленки 50-75 микрон плотность тепловой энергии не должна быть меньше 106 Вт/кв. см, диаметр ионно-фотонного пучка – до 100 микрон.

Кроме нагрева, ускоряет достижение результата наличие ударной силы испускаемого светового пучка. Лазерную десорбцию благодаря щадящему влиянию на металлы можно применять на изделиях с:

• декоративной отделкой,
• рифлением,
• различными пазами, отверстиями,
• сложными деталями.

Лазер снимает ржавчину в доли секунды. Но стоит как хороший автомобиль [2 видео]

Ржавчина губительна для автомобиля, как и для любых изделий из стали, не защищенных специальным покрытием. Кислород и влажность в сочетании со временем делают свое «грязное» дело. И коль не получилось предотвратить ее появление, не плохо было бы избавиться от нее как можно быстрее. В противном случае автомобиль/деталь может оказаться на металлоломе.

Есть множество химических и физических способов удаления ржавчины, но все они трудоемки и довольно затратны. Специалисты «P-Laser» предложили «волшебную палочку», удаляющую следы окисления в считанные секунды. Это ручной лазер, предназначенный для удаления ржавчины, краски, покрытия или масляного загрязнения, который обнажает чистый металл, делая его пригодным для сварки, клейки или лакокрасочного покрытия.

Устройство под названием P-Laser QF-1000 (первое видео) предназначено для промышленного применения, в основном, для подготовки металла к роботизированной сварке или удаления остатков из пресс-форм. Есть и меньшие производные, которые можно использовать в небольших мастерских.

Как это работает? Представитель P-Laser пояснил, система использует короткие импульсы лазерного излучения, направляемые на металлическую поверхность, в результате чего «слой грязи и любые оксиды, поглощая энергию, испаряются». Металл под ними отражает лазерный луч, поэтому после обработки остается неповрежденным и чистым, готовым к сварке или покраске. При этом производитель устройства обещает: попадание луча на кожу безопасно — «если он заденет ваш палец, вы этого не почувствуете» (второе видео).

Как мы уже говорили, существует множество способов удаления ржавчины. Но немногие из них столь впечатляющие, как лазерная очистка. Единственным препятствием для широкого распространения технологии станет цена: самое маломощное устройство в 50 ватт «QF-50» стоит почти 48 000 евро. Видимо, это за пределами бюджета средней станции технического обслуживания автомобилей…

Сфера применения аппарата

Лазеры для удаления ржавчины и окалины применяют в трех сферах, которые можно разделить на следующие группы:

1. 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.

2. Макрообработка. Этот способ предполагает зачистку более крупных деталей, например, украшений, монет и других ценных предметов. Хотя установки стоят недешево, они полностью оправдывают свою стоимость. Именно лазерную макрообработку ржавчины применяют для зачистки деталей автомобиля. Поэтому такие устройства можно встретить во многих сервисных мастерских.
3. Масштабная обработка. В данном случае речь идет о зачистке крупных объектов, например, деталей самолетов или ракет. В этих сферах лазерный луч применяют уже более 40 лет.

Несомненным преимуществом удаления ржавчины с помощью лазера является высокая скорость обработки. При этом самому изделию вред не наносится.

Лазерная очистка металла

Чтобы понять как происходит лазерная очистка металла, предлагаем посмотреть видео-ролик компании P-Laser (Бельгия)

Весь смысл лазерной очистки сводится к генерации коротких лазерных импульсов (около 200000 импульсов/секунду), которые оказывают тепловое и ударное воздействие на удаляемый слой загрязнения. При этом в рабочей зоне возникают плазменные вспышки, которые способствуют испарению ржавчины и загрязнений металла. Основной металл, скорее всего, не подвергнется воздействию, т.к. основная часть лазерного излучения будет от него отражаться, но, вероятно, в небольшом поверхностном слое всё-таки возникнет зона термического влияния, которая вызовет небольшой разогрев поверхности.

Альтернативные способы очистки металла

Из наиболее применяемых в промышленности способов очистки металла от загрязнений и ржавчины стоит отметить следующие:

Из недостатков лазерного способа очистки металла можно выделить низкую производительность процесса по сравнению со струйно-абразивной очисткой или химическим травлением, что делает такой способ малоэффективным в условиях массового и крупносерийного производства. Также, на ролике видно, что вокруг рабочей зоны образуется некое облако ржавчины, для удаления которого требуются дополнительные системы пылеудаления. В качестве преимущества стоит отметить относительно низкую стоимость оборудования – несколько тысяч евро, в зависимости от характеристик.

Сравнительная таблица моделей Ранец и Стойка

Параметры излучения

Максимальная средняя мощность
50 Вт
100 Вт
200 Вт
500 Вт
1000 Вт

Частота повторения импульсов
50-100 кГц
100–200 кГц
2–50 кГц
2–50 кГц
2–50 кГц

Энергия импульса
1 мДж
1 мДж
10 мДж
50 мДж
100 мДж

Длительность импульса
100 нс
100 нс
100 нс
100 нс
100 нс

Длина волны излучения
1,07 мкм
1,07 мкм
1,07 мкм
1,07 мкм
1,07 мкм

Режим работы лазера
Импульсный
Импульсный
Импульсный
Импульсный
Импульсный

Эксплуатационные характеристики

Скорость обработки	2 см²/с	4,5 см²/с	10 см²/с	30 см²/с	70 см²/с
Потребляемая мощность	0,7 кВт	0,9 кВт	1,5 кВт	2,8 кВт	4,5 кВт
Параметры сети	220-240B, 50 Гц

220-240B, 50 Гц

220-240B, 50 Гц

380-440В, 50 Гц

380-440В, 50 Гц

Тип охлаждения
Воздушный
Воздушный
Водяной
Водяной
Водяной

Ресурс работы
100 000 часов
100 000 часов
100 000 часов
100 000 часов
100 000 часов

Гарантийный срок
2 года
2 года
2 года
2 года
2 года

Ремонт лазеров

Ремонт лазерного оборудования возможен исключительно на профессиональном уровне и при наличии уникального опыта. Даже наиболее качественная техника периодически требует ремонта. Чаще всего в сервисные центры обращаются по таким причинам:

• Прибор не получается включить.
• Не отзывается при изменениях параметров.
• Цифровой монитор не действует.
• Корпус усиленно нагревается.
• Нет активации лазера внешним источником звука.
• Причиной плохой работы стало механическое повреждение.

Обратите внимание! В Москве имеется много качественных сервисных центров, которые специализируются на ремонте лазерного оборудования любого уровня сложности. Они могут произвести оперативную диагностику прибора, составить смету на ремонт и выявить наиболее вероятные повреждения

В наличии у них всегда можно найти подходящие запчасти, осуществляют доставку светового оборудования как для ремонта, так и возвращения к работе. Кроме того, квалифицированные работники проведут все необходимые консультации, а также посоветовать примерный план действий.

Длительное функционирование лазера зависит от того, насколько правильно подобраны настройки и как часто проводится профилактика

Важно смазывать подвижные части, заменять лампочки и другие элементы. Доверять ремонтные работы следует профессионалам с соответствующим опытом работы

Иначе, попытка экономии приведет к преждевременному выходу лазера из строя.

Лазерное оборудование требует внимательности и осторожности, в том числе нельзя касаться к нему ладонью, волосами и другими частями тела без защиты. Установка для лазерной очистки поверхности имеет много вариаций в зависимости от размеров, мощности, предназначения и других характеристик

Также важно учитывать, для каких именно целей планируется использовать лазер. Он способен удалять ржавчину как с небольших, так и крупных по площади поверхностей

Именно лазерный способ удаления ржавчины считается самым эффективным, в том числе по временным затратам. Хороший лазер для удаления ржавчины будет прилично стоить, цена зависит от производителя. Правильный выбор устройства обеспечит эффективное удаление ржавчины с различных поверхностей и долгий период эксплуатации во всех условиях.

https://youtube.com/watch?v=SX0t57oWgl4

Устраняет более 20 видов загрязнений

Известные модели лазеров

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:

1. Непосредственно ранец, обладающий источником питания.
2. Головка лазерного аппарата для работы.
3. Прибор, у которого имеется система видеонаблюдения.

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:

• Повторы идут с частотой от 2 до 25 килогерц.
• Темп работы достигает 7000 миллиметров в секунду.
• Перемещение в линейном отношении осуществляется со скоростью 70 метров в минуту.
• Эффективное действие имеет длину 1064 нанометра.
• Масса установки составляет около 70 килограммов.

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.

Тепловая очистка

Самостоятельно удалить ржавчину в домашних условиях не получится, поскольку для этого необходим промышленный парогенератор или строительный фен. Данная технология хороша тем, что с ее помощью можно справиться с коррозийным поражением любой сложности, независимо от степени проникновения окиси в железо. Помимо этого, работы по удалению ржавчины можно производить даже в труднодоступных местах, например, в вентиляционной трубе.

Предмет размещается на небольшом удалении от оборудования, включается подогрев и под большим давлением подается специальная смесь. Хорошо зарекомендовал себя преобразователь ржавчины “Цинкарь”. Как использовать будет подробно рассказано далее. После теплового размягчения стальная поверхность просто зачищается шлифовальной бумагой.

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:

• тонких надрезов,
• отверстий в проводах,
• насечек на платах.

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

Лазерное очищение от ржавчины практикуется в сфере производства комплектующих для самолетов, космических аппаратов и т .д. Еще с 90-х годов многие военные и пассажирские самолеты чистят от краски, налета в рамках техобслуживания при помощи лазера. Такими установками пользуются для снятия старых свинцовых красок с корпусов кораблей, мостов, иных крупногабаритных сооружений, железнодорожных вагонов, зданий.

Какой выбрать?

При покупке лазера нужно отталкиваться от тех задач, которые с его помощью будут решаться. Общие рекомендации:

1. 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.

2. Лазеры средней мощности – это наиболее востребованные приборы. Их покупают владельцы автомастерских, занимающиеся чисткой кузовов. С их помощью не только снимают ржавчину, но и лакокрасочное покрытие.
3. Мощные лазеры приобретают крупные заводы и предприятия.

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