Bezkontaktní čištění laserem

Již v roce 1995 představila firma 4JET na veletrhu v Hannoveru první ruční laserové čisticí zařízení na světě. V současnosti patří firma 4JET k předním výrobcům bezkontaktních čisticích laserů v provedení jako plně automatizovaná pracoviště či mobilní zařízení. Firmu 4JET zastupuje v České a Slovenské republice firma Stroje JMK.

Perfektní povrchy jsou rozhodujícím faktorem pro kvalitu a bezchybný vzhled produktů v průmyslové výrobě. Flexibilní systémy JETLaser pro průmyslové čištění povrchů nabízejí několik výhod. Mezi ně patří suché čištění – bez tryskacích prostředků, suchého ledu nebo chemie. Dále šetrné čištění, tedy bez opotřebení nástroje. Další výhodou je možnost využití mobilního zařízení, takže čištění se provádí u dílce. A konečně snadné čištění tvarově členitých ploch.

Jak vlastně funguje čištění pomocí laserového paprsku? Čisticí lasery JETLaser pracují s vlnovou délkou jeden mikron, jež je velmi dobře pohlcována vrstvami znečištění, které je třeba odstranit. Oproti řezacímu laseru není vysílána energie nepřetržitě, nýbrž ve velmi krátkých světelných impulzech s intervaly desetitisíců impulzů za sekundu a délkou impulzu několik nanosekund. Přivedená energie na malou oblast povrchu materiálu odstraňovanou vrstvu prudce zahřeje a materiál se vypaří – sublimuje nebo se snadno sloupne. Čisticí lasery se vyrábějí ve dvou provedeních: 1D skener, kdy je zobrazen několik centimetrů dlouhý paprsek, nebo 2D skener, kdy se jednotlivé paprsky řadí vedle sebe a vzniká plošný úběr. Operátor, popř. robotická ruka, přejíždí paprskem, popř. 2D plochou, přes povrch materiálu dílce, což umožňuje čištění ploch rychlostí až několik m² za hodinu.

Čím větší energii na světelný impulz a čím více impulzů za jednotku času zařízení vysílá, tím vyšší je střední výkon. Firma 4JET nabízí laserové systémy v rozsahu 100 – 2 000 W středního výkonu. Zjednodušeně platí: čím vyšší je střední výkon, tím rychleji systém čistí. Skutečná rychlost však nezávisí pouze na použitém výkonu, ale také na geometrii dílce, absorpci odstraňované vrstvy či její tloušťce.

Obslužný systém je navržen tak, aby byl přehledný a obsluha mohla jednoduše použít již přednastavené pracovní parametry podle typu nečistot, které je třeba odstranit – barva, mastnota nebo koroze. V případě náročných podmínek je možné přes nabídku nastavit podrobnější pracovní podmínky. Nastavené a odladěné parametry je možné uložit do paměti pro opakované použití.

Pro samotné používání procesu čištění je důležité vybrat nejen správný výkon, ale i typ laseru podle typu laserového paprsku. Firma 4JET nabízí čisticí lasery se dvěma typy impulzu – impulz s Gaussovou křivkou a impulz s plochým vrcholem.

První typ laseru při čištění nejen povrch očistí, ale lehce ovlivní povrch čištěného materiálu, na povrchu mohou vzniknout stopy po čištění. Druhý typ laseru povrch čištěného materiálu neovlivní a je vhodný i pro čištění lesklých či opticky leštěných povrchů, např. forem pro světla automobilů.

Nejrozšířenější použití je v oblasti čištění forem a nástrojů pro vstřikování plastů, gumy či silikonu, kde se odstraňují zbytky vstřikovaného materiálu a zkorodované plochy.

Odlakování
Další oblast využití je odlakování a odstranění staré barvy. Rostoucí popularitu získává lokální selektivní odlakování povrchů lakovaných katodickým lakováním pomocí ponoření nebo práškovým lakem. Při dalším opracování takových dílců musejí být spoje bez laku. V klasickém technologickém řetězci se tyto oblasti před lakováním přelepí lepicí páskou, příp. krycím materiálem. Po lakování je nutné toto překrytí opět odstranit. Při nesprávném zakrytí pak vznikají náklady na následné opracování nebo chybějící díly. Za pomoci čisticího laseru je možné očistit některé plochy z celého povrchu po ponorném lakování. Při tom laser odstraní pouze požadované části povrchu. Tuto obvykle automatizovanou úpravu materiálu lze provést u malého počtu kusů, ale také v poloautomatickém režimu pomocí JETLaser.

Staré krycí nátěry na průmyslových zařízeních, zábradlích mostů nebo jiné infrastruktuře je možné selektivně odstranit, bez poškození vrstev pod odstraňovaným materiálem. Právě při odstraňování barev s obsahem olova umožňuje laser v kombinaci s odsáváním výrazně snížit vznik problémových látek, které je nutné zlikvidovat jako ekologicky nebezpečný odpad.

Sanace budov
Při sanaci starých budov se JETLaser používá pro odlakování historických dřevěných okenních rámů – tyto lze odlakovat bez nutnosti demontáže, a následně nově natřít. Kromě dřeva je možné čistit také pískovcové fasády, mramor a jíl (odstranit nečistoty na vozovce a vrstvy prachu). Je také možná sanace škod způsobených požárem. Pomocí laseru lze odstranit a odsát saze.

Povrchové úpravy
Nezáleží na tom, zda se čištění provádí před lakováním, svařováním, pájením, nebo lepením – perfektně očištěný povrch je důležitým předpokladem pro trvalé spojení. Typické nečistoty, které by mohly narušit následné procesy spojování a povlakování, lze pomocí laseru rychle a bezezbytku odstranit. K tomu patří např. zoxidované vrstvy nebo mastné zbytky či antiadhezní prostředky. Laser lze také použít pro zvýšení drsnosti povrchu, kde jsou vytvořeny malé kapsičky – podobně jako při čištění abrazivním paprskem. Při přípravě procesu svařování hliníku nebo ušlechtilé oceli dosahují lasery rychlosti mnoha metrů svárového švu za minutu.

Odstranění rzi
Při údržbě kritické infrastruktury nebo nástrojů je často nutné odstranit z povrchů rez, aby se vyloučily škody způsobené poškozením povrchu. Dosud běžné metody tryskání s nutností odsávání tryskacího prostředku lze na těžce přístupných místech často realizovat jen s velkými náklady. Lehké a střední vrstvy rzi se pomocí JETLaseru odstraní rychle a důkladně. Povrch základu a strukturální integrita dílce nebudou tímto procesem čištění narušeny. Odstranění hloubkové rzi obvykle vyžaduje zařízení s vysokým výkonem, aby se dosáhlo hospodárných časů pro ošetření materiálu.

Odstranění povlaku
U povlakování ve vakuu nebo v plazmě jsou často zasaženy také oblasti, které musejí zůstat nedotčeny. Povlak se částečně nanese také na krycí plechy nebo držáky nástrojů, které je nutné pravidelně čistit. Pomocí laseru lze takové tenké vrstvy v mnoha případech dobře odstranit. Typickými aplikacemi jsou např. odstranění slabých vodivých vrstev oxidu a kovu při povlakování stavebního skla, solárních článků nebo displejů.

Automatické laserové čištění
U velkých rozměrů opakovaných úkolů pro čištění, např. u velkých sérií dílců ve vícesměnném provozu, jsou automatické laserové systémy jako Scanywhere od firmy 4JET nejlepším řešením. Dodávají se v různých provedeních. Například jako modulární systémy s výkonem laseru 200 – 4 000 W, dále s jedním nebo dvěma roboty pro optiku nebo polohování dílců, případně i se zakládáním pomocí pásového dopravníku, otočného stolu nebo zvedacích vrat nebo za pomoci intuitivní tvorby programů.

Provozní náklady, údržba a náhradní díly
Naše laserová zařízení pracují většinou bezúdržbově a vyžadují pouze přípojku na elektřinu a stlačený vzduch. Po krátkém zaškolení v rozsahu několika málo hodin lze zařízení bez problémů obsluhovat. Při samotném čištění je však velmi důležité dbát na bezpečnost práce nejen obsluhy, ale i okolí. Zařízení je nutné obsluhovat po řádném proškolení a s ochrannými brýlemi a dalšími ochrannými prostředky pro používání laserového zařízení třídy 4.

Produkty firmy 4JET je možné nejen koupit, naše firma Stroje JMK vlastní bezkontaktní čisticí laser o výkonu 200 W a nabízí čištění materiálů jako službu, zákazník tak může dílce nebo materiál zaslat na vyčištění k nám nebo je možné přijet s naším laserem až k zákazníkovi a provést čištění u něj. Pro případné zájemce je možné uskutečnit zkoušku čištění zdarma.

Umístění expozice firmy Stroje JMK na MSV 2022:
pavilon P, stánek 40.