Как работает лазерная очистка металла от ржавчины

Обновлено: 22.01.2025

Этот метод в России применяют с 1980 года. Если в прошлые десятилетия его практиковали только на крупных предприятиях, то сейчас он доступен обычным людям.

О том, как происходит лазерная очистка металла от ржавчины, где и за сколько можно купить установку или заказать подобную услугу, читайте в статье.

Суть процедуры, плюсы и минусы

Чтобы вывести ржавчину с металла, требуется специальный аппарат. Именно он является источником лазерного излучения. Принцип его работы довольно прост.

Если изделие не повреждено коррозией, то оно будет отражать лучи, но когда лазер направляют на ржавый металл, поврежденный слой накапливает энергию, нагревается и отходит от основания. Некоторая часть ржавчины вовсе плавится и испаряется.

У метода очистки металла лазерными установками есть свои преимущества и недостатки. Основные плюсы процедуры:

Недостатков у лазерной чистки металла от ржавчины практически нет. Главным минусом является высокая стоимость аппаратуры. Так как спрос на установки не слишком высок, в розничных магазинах они не встречаются, их выписывают под заказ.

Технология обработки поверхности

Существует 2 технологии удаления коррозии с помощью лазера. Первый и самый распространенный способ – это лазерная абляция, а второй – десорбция.

Абляция

Абляция подразумевает воздействие импульсного излучения на обрабатываемую поверхность, что приводит к испарению ржавчины. Она приподнимается над уровнем неповрежденного металла в виде плазменного облачка, после чего просто рассасывается.

Абляция запускается благодаря резкому перепаду температуры. С помощью лазера поверхность может быть разогрета более чем до 16 000 градусов.

Технология проведения работ заключается в 2 последовательных шагах:

сканирование поверхности металла с помощью установки;
выбор подходящей мощности и снятие ржавчины.

После завершения обработки останется только выключить прибор.

Десорбция

Он позволяет приподнимать коррозию, но не цельной пленкой, а чешуйками. Нагрев осуществляется за один цикл, без фазовых превращений.

Так как десорбция – это щадящий метод чистки, его применяют при работе со сложными рифлеными поверхностями, оснащенными пазами и отверстиями, для очистки изделий с 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.

Сфера применения

Лазерные установки для удаления ржавчины имеют широкую сферу применения. Их можно разделить на 3 крупных отрасли:

Микроэксплуатация. Эта сфера предполагает работу с мелкими деталями, с электронными схемами, разъемами, клеммами. С помощью лазера зачищают провода, припаивают различные соединения, делают надсечки и тончайшие разрезы на платах. Работа настолько высокоточная, что позволяет убирать изоляционный слой толщиной до 1 мкм без повреждения основы.
Макроэксплуатация. С помощью лазерных установок очищают ценные предметы, археологические находки, монеты, ювелирные изделия, детали автомобиля и промышленного применения.
Крупномасштабная эксплуатация. В России метод лазерной очистки на больших промышленных предприятиях практикуют уже более 40 лет. Эти установки нашли применение в таких отраслях, как: автомобильная, нефтеперерабатывающая, военная, аэрокосмическая.

В зависимости от сферы применения, различается мощность, размер и особенности управления лазерными установками.

Оборудование для чистки лазером

На рынке можно встретить множество современных аппаратов для лазерной чистки. Приобретать устройство необходимо в зависимости от задач, которое оно будет решать. Наиболее востребованными являются компактные приборы в виде рюкзаков или небольших стационарных установок.

Топ-3 популярных аппарата, их цена

Стоимость лазерного оборудования различается, в зависимости от производителя и особенностей конструкции прибора.

Топ-3 лазера для борьбы с ржавым налетом:

Ранец-стойка Clean Laser. Цена – от 320 000 рублей для устройства мощностью 100 Вт и размером головки 42х34х55 см.
Китайский лазер-ранец JNL.INK. Стоимость устройства стартует от 8 000 $.
Ранец-рюкзак CL мощностью 20 Вт и весом 12 кг. Цена начинается от 200 000 рублей.

Цены могут отличаться в зависимости от:

продавца,
региона доставки,
акций, проводимых в магазине,
курса валют.

Где заказать услугу?

Заказать услугу по удалению ржавчины лазером можно в специализированных сервисах. Ищут их в интернете, заводя в поисковую строку соответствующий запрос. Цена зависит от площади обрабатываемой поверхности.

Средняя стоимость удаления ржавчины с 1 кв. м. – 2000 рублей. Значение имеют особенности исходной детали. Чем сложнее ее рельеф, тем выше цена.

Полезная информация

Советы по покупке и эксплуатации лазеров для удаления ржавчины:

Хотите узнать больше о способах и средствах удаления ржавчины? Загляните сюда.

Видео по теме статьи

В видео показано использование компактной (ранцевой) модели лазерной установки мощностью 100 Вт для очистки поверхности:

Заключение

Лазер – это современный прибор для борьбы с ржавчиной. Он практически не имеет недостатков, кроме высокой стоимости. Однако потратившись на прибор однажды. Эксплуатировать его можно очень долго.

Лазерная очистка металла: принцип, характеристики и применение

У изделий из стали под длительным воздействием среды изменяется внешний вид и эксплуатационные характеристики. Хотя с развитием современных технологий появилась нержавеющая сталь, которую также можно использовать в жизни, использование нержавеющей стали для ремонта старых зданий отнимает много времени и трудоемко. Кроме того, нержавеющую сталь можно использовать не везде, поэтому очистка стали от ржавчины становится головной болью.

Традиционная индустрия очистки имеет в своём арсенале множество способов, в основном с использованием химических и механических методов. В связи со все более строгими требованиями законов и нормативных актов по охране окружающей среды и растущей осведомленностью об охране окружающей среды и безопасности, виды химических веществ, которые могут быть использованы при очистке в промышленном производстве, будут становиться все меньше и меньше. Как найти более чистый и неразрушающий метод очистки - это проблема, которую мы должны рассмотреть. Лазерная очистка металла обладает характеристиками отсутствия шлифования, бесконтактности, отсутствия теплового эффекта и подходит для всех видов объектов. Она считается самым надежным и эффективным решением. В то же время лазерные аппараты для очистки металла могут решить проблемы, которые не могут быть решены традиционными методами очистки.

Когда на поверхности заготовки присутствуют субмикронные частицы грязи, которые очень сильно прилипают и не могут быть удалены обычными методами очистки, то очистка поверхности заготовки с помощью нанометрового лазерного излучения является очень эффективной.

Кроме того, поскольку лазер осуществляет бесконтактную очистку заготовки, очень безопасно очищать прецизионные заготовки или их мелкие детали, что позволяет обеспечить их точность.

Поэтому лазерная очистка имеет уникальные преимущества среди других методов очистки.

Очень эффективно использовать высокоэнергетический лазер для устранения коррозии. Лазер сжигает такие поверхности, как ржавчина, краска и т.д., используя при этом характеристики отражения металла. При этом необходимо убедиться, что сами детали не повреждены.

Принцип лазерного удаления ржавчины:

Принцип действия этого лазерного метода для удаления ржавчины заключается в том, что при воздействии высокой температуры ржавчина мгновенно испаряется.

После отвода плазмы, очищенная от ржавчины часть не будет повреждена даже при воздействии лазера благодаря высокой отражательной способности нижнего слоя металла к свету.

Таким образом, этот метод лазерного удаления ржавчины является эффективным и безопасным, и может даже идеально очистить углы деталей, таких как буквы и болты.

Таким образом, до тех пор, пока лазерный луч может добраться до ржавчины её можно будет удалить.

Почему лазеры можно использовать для очистки? Почему это не приводит к повреждению очищаемого объекта?

Давайте сначала разберемся в сути лазерного излучения. Вкратце, лазер ничем не отличается от сопутствующего света (видимого света и невидимого света) вокруг нас, но лазер использует резонатор для концентрации света в одном направлении, и имеет лучшие характеристики длины волны и координации.

Поэтому теоретически все длины волн света могут быть использованы для формирования лазера.

Однако на самом деле существует несколько сред, которые могут быть возбуждены, поэтому источники лазерного света, которые могут производить стабильные и пригодные для промышленного производства, довольно ограничены. Широко используются Nd: YAG лазеры, углекислотные лазеры и эксимерные лазер.

Поскольку Nd: YAG лазер может быть передан через оптическое волокно и больше подходит для промышленного применения, он также широко используется в лазерной очистке.

Физический принцип можно кратко описать следующим образом:

Луч, испускаемый лазером, поглощается загрязненным слоем на обрабатываемой поверхности.
В результате поглощения большой энергии образуется быстро расширяющаяся плазма (высокоионизированный нестабильный газ) и возникают ударные волны.
Ударная волна превращает загрязняющие вещества во фрагменты и удаляет их.
Ширина светового импульса должна быть достаточно короткой, чтобы избежать накопления тепла, разрушающего обрабатываемую поверхность.
Эксперименты показывают, что при наличии оксидов на поверхности металла плазма возникает на поверхности металла.

Применение лазерного удаления ржавчины:

Данный метод применим для удаления ржавчины на небольших участках.

Большинство продуктов с высокой добавленной стоимостью подвергаются очистке, например, очистка прецизионных деталей, аэрокосмических компонентов, военной промышленности, атомной энергетики, микрообработка деталей, высокоточная очистка, методы очистки для защиты окружающей среды, очистка в высокоточной промышленности, очистка рельсов скольжения, очистка деталей судоверфи, обработка полупроводников, роликов, прецизионных деталей, сварочных швов.

Лазер для очистки ржавчины может заменить травильное и фосфатирующее оборудование для очистки, и может использоваться для очистки сварных швов нержавеющей стали и титановых сплавов.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!

Лазерная очистка металла: преимущества, принцип работы, виды.

Лазерная очистка - это способ бесконтактной обработки поверхности. Он позволяет удалить въевшиеся слои краски и лака, сажу, очистить железо от ржавчины. Чистящий лазер способен обезжиривать поверхность и счищать осаждения пыли и итоги окисления. Способна заменить в будущем пескоструйную обработку

Очистка металла от ржавчины - безопасный и экологичный метод. Во время операции не используются вещества, наносящие вред оборудованию или порчу окружающей среде.

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

Отсутствие образований токсичных веществ во время работы. Процесс абсолютно безопасен и не производит негативное воздействие на человеческий организм.
Отсутствие шума. Особая технология лазерной очистки ограничивает появление звуковых шумов, в то время как механический способ отличается большей громкостью и причиняет весомый дискомфорт.
Высокая эффективность и качественная обработка нужного изделия. Остальные способы удаления ржавчины и коррозии не дают такого хорошего результата. При чистке лазером пользователь не контролирует качество процедуры, поэтому возможность допущения ошибки исключается.
Может применяться для чистки комбинированных поверхностей - выполненных из разных материалов. Например, стальные пластины с кожаной или любой другой отделкой.
Простота в эксплуатации. Установка сама определяет оптимальный рабочий режим при автоматической работе. Также есть возможность ввода информации вручную. Для этого корпус устройства укомплектован специальным пультом и дисплеем.
Не нуждается в расходных материалах.
Безопасна для зрения. Аппарат оснащен защитным кожухом. Необходимо работать в защитных очках.
Лазерная очистка металла может проводиться в ручном режиме с пультом дистанционного управления.

Видео лазерной чистки

Лазерная очистка металла

Стационарная установка для лазерной очистки металла TORWATT 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:

Микроэксплуатация. Сюда входит обработка мелких деталей типа клемм, разъемов для электроники, а также проводов и плат, анилоксов и анилоксовых валов. Высокоточная работа способна убрать слой изоляции до 1 мкм, не повредив при этом основу.
Макроприменение. В этом случае установки на основе лазера обрабатывают предметы высокой ценности, чистку которых надо проводить очень осторожно. Сюда относятся ювелирные изделия (не поверхность драгоценных камней), археологические находки, монеты и другие ценные детали. Также подходит очистки деталей автомобиля (моторы, двигатели, кузов).
Крупномасштабная эксплуатация. Активно практикуется на производствах в Китае. Сюда относится автомобильная и аэрокосмическая отрасль, военная и нефтеперерабатывающая промышленность.

Оборудование для лазерной очистки

Лазер для удаления ржавчины (лазерный очиститель) TORWATT S 200 Вт

Рис.2. Импульсный лазерный очиститель TORWATT S 200 Вт

Обладает высокой мощностью;
Оптимизирован как для ручного использования, так и для интеграции с роботом;
Характерен импульсный тип излучения;
Питание 220 v;
Рабочая температура от 0 до 40 градусов;
Время разогрева устройства 10 сек.;
Размеры 500*900*800（W*D*H）мм.;
Вес устройства 150 кг.;
Вес чистящей головы 2.5 кг.;
Способен проводить очищение от многих типов загрязнений;
Станок подходит для использования в промышленности и очистки труб от ржавчины.

Лазерный инструмент или лазерный очиститель TORWATT Ultra 1000 Вт

Рис.3. Установка для удаления ржавчины металла TORWATT Ultra 1000 Вт

Отличное соотношение цена/качество;
Непрерывный тип излучения;
Подходит для бесконтактной чистки металлических и пластиковых поверхностей;
Удаляет ржавчину, жир, лак, краску, сажу;
Длина волны 1064 Нм;
Водяной способ охлаждения;
Длина оптоволоконного кабеля 10 м;
Размеры 1350*0780*1250 мм;
Высокая точность при необходимости фокусировать луч лазера и контролировать его наведение;
Параметры электропитания могут при необходимости варьироваться: в стандартном виде - 220 Вт, под заказ - 380 Вт;
Вес устройства 260 кг.

Лазер для удаления ржавчины (лазерный очиститель) TORWATT M100

Рис.4. Устройство лазерной очистки TORWATT M100 в мобильном исполнении

Самый компактный тип устройства - чемоданчик, который легко транспортировать;
Подходит для обработки локальных зон удаления;
Имеет 4 уровня мощности;
Условия эксплуатации: температура от 0 до +40°С, влажность не более 96%.;
Воздушный тип охлаждения;
Разогрев устройства: 10 сек.;
Вес – 35 кг.;
Вес чистящей головы 1.7 кг.;
В обслуживании не требует от оператора специальных навыков. Достаточно пройти предлагаемое нами обучение.;
В его случае получилось оптимизировать показатели и добиться лучшего результата среди ручных установок;
Отлично обрабатывает защитную пленку.

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:

masterok

Эта технология уже не нова. Частенько попадаются ролики или рекламные предложения на эту тему. Но до сего момента я как то даже и не задумывался о физических принципах, на которых основаy данный метод.

И вот как это действует .

В обработке лазерными лучами не используется ни газ, ни жидкость, ни механический импульс, а применяется сила импульсов света. Это совершенно особый метод, который входит в категорию методов ударной обработки, поскольку здесь используется ионная бомбардировка. Именно механическое воздействие света, без использования и потребления абразивного материала является одной из оригинальных особенностей этой системы.

Только в конце 80-х годов специалисты занялись изучением возможности развития лазерных аппаратов для их использования в очистке поверхностей.

Очистка лазером основана на фотомеханической реакции, происходящей при взаимодействии между пучком света, исходящим из лазера в коротких импульсах высокой интенсивности и загрязняющим слоем (смазочные материалы, масла, окиси, краска, лак, нагар и т.д.).

Импульсы света, передаваемые лазером, поглощаются внешним слоем обрабатываемой поверхности. Мощная поглощенная энергия создает плазму (ионизированный несбалансированный газ), сильно сжатую, она разжимается, создавая ударную волну. Эта ударная волна расщепляет и удаляет тонкие частицы слоя загрязняющего вещества, которые подхватываются системой всасывания. Световой импульс достаточно короток для того, чтобы избежать возникновения термических явлений, которые могли бы повредить поверхность.

Для эффективной работы интенсивность энергии должна быть приспособлена и отрегулирована на уровне между двумя порогами:
- порог очистки, при котором в загрязняющем слое создается плазма,
- порог ущерба, при котором плазма начинает ухудшать субстрат.

Каждый импульс лазера удаляет некоторый слой загрязняющего вещества. Если слой толстый, для идеальной очистки основы потребуются несколько импульсов. Очень важный эффект, получаемый при сочетании двух порогов - самоограничение очистки: световые импульсы, плотность энергии которых превосходит первый порог, будут "рыть " грязь до основы. В этом месте, плотность их энергии ниже порога ущерба основы. Никакое взаимодействие в данном случае невозможно.

Эта способность дозировки (определяемая предварительными испытаниями) делает из метода лазерной обработки, спектрально избирательную технологию, которая позволяет на одной и той же поверхности воздействовать на определенные вещества сильнее, чем на другие.

P/s. Спасибо всем кто поздравил и еще поздравит с ДР. К сожалению ответить всем персонально нет возможности.

И еще некоторые интересные технологии: вот например существует такой вот Прозрачный бетон и даже Прозрачный алюминий, а оказывается можно красть информацию при помощи звука вентиляторов системного блока. Вот Что может КНДР и не может США и как избавиться от Стука колес вагона.

Читайте также: