Témata
Zdroj: Stroje JMK

Bezkontaktní čištění laserem

Jak zajistit co nejšetrnější čištění povrchů materiálu bez ekologické zátěže? A jak nahradit technologie, jako jsou pískování, chemické čištění, kdy vzniká nebezpečný odpad, nebo čištění s použitím drahého suchého ledu s vysokou produkcí CO2? To je v současné době důležité téma v oblasti čištění a odpovlakování povrchů.

Reklama

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.

Další oblast využití je odlakování a odstranění staré barvy. (Zdroj: Stroje JMK)

Dva typy laserů

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.

Aplikace Plocha za h s 500 W
Čištění forem 
Zbytky antiadhezního prostředku 3–6 m²
Odmaštění 15–20 m² 
Odstranění lehkých zoxidovaných vrstev (rez) 5–10 m² 
Odstranění laku 3–10 m² 
Odstranění laku 3–10 m²

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.

Nejčastější aplikace

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.

Při sanaci starých budov se JETLaser používá také k čištění pískovcových fasád, mramoru a jílu. (Socha – před laserovým čištěním a po něm.) (Zdroj: Stroje JMK)

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.

Perfektně očištěný povrch je důležitým předpokladem pro trvalé spojení. (Zdroj: Stroje JMK)

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.

Reklama

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.

Typickými aplikacemi jsou např. odstranění slabých, vodivých vrstev oxidu a kovu při povlakování. (Zdroj: Stroje JMK)

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.

Zařízení je nutné obsluhovat po řádném proškolení a s ochrannými brýlemi a dalšími ochrannými prostředky pro používání laserového zařízení třídy 4. (Zdroj: Stroje JMK)

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.

V současnosti patří firma 4JET k předním výrobcům bezkontaktních čisticích laserů v provedení jako plně automatizovaná pracoviště či mobilní zařízení. (Zdroj: Stroje JMK)

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

Související články
Názorové fórum odborníků

Využití laserů v průmyslu a logistice se neustále rozšiřuje. Je možné jimi například řezat, značit, navařovat, měřit, skenovat a mnoho dalšího.
K jaké činnosti využívá lasery ve výrobě vaše společnost? Případně, jaká laserová řešení nabízíte svým zákazníkům?

Téma: technologie pro výrobu forem

Díly, součásti či výrobky, které spatřily světlo světa díky tomu, že byly vylisovány, odlity či vykovány ve formě, jsou doslova všude kolem nás. Forma je zařízení často velmi složité a komplexní a k její výrobě je potřeba řada špičkových technologií. Následující článek představuje některé z nich.

Ekonomická řešení čištění - základní faktor úspěchu

Kvalitní čištění dílů je v průmyslu stále důležitější. Většina firem klade hlavní důraz na výrobu. Samozřejmě nelze přehlížet vazby mezi výrobním procesem a čištěním. Výrobce čisticích zařízení Pero AG proto svým zákazníkům nabízí vedle moderních technologií i komplexní poradenství pro ekonomiku a efektivitu čisticích procesů. Přesvědčit se o tom, a získat informace o aktuálních inovacích, mohli návštěvníci zákaznických dnů Pero 2018.

Související články
Procesní analýza snižuje náklady

Technologie broušení hrají v moderním obrábění významnou roli. Jsou využívány při výrobě přesných nástrojů nebo lékařské techniky, v energetice, při výrobě ozubení nebo v leteckém a kosmickém průmyslu. I když může být podíl nákladů na povrchové čištění nízký, technická čistota většinou rozhoduje o možnosti dodat výrobky. V souvislosti s kvalitou povrchů zhotovených obrobků však o nákladech na čištění rozhoduje dimenzování celého výrobního procesu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Komplexní způsob kontroly procesu odmaštění

Článek pojednává o možnostech komplexní kontroly procesu odmaštění v průmyslových aplikacích, tj. především o možnostech kontroly stavu povrchu výrobků před procesem odmaštění a po něm a o kontrole stavu odmašťovacích kapalin pomocí UV-VIS spektroskopie.

Stříkání a lakování - trendy jsou nepochybné

Nutnost zvyšovat technicko-ekonomickou úroveň firmy je na denním pořádku. Inovace zvyšují podnikovou konkurenceschopnost, kterou lze spatřovat zejména ve flexibilitě, tvorbě přidané hodnoty, efektivnosti a kvalitě. Také v oboru povrchových úprav je trendem automatizace a robotizace.

Vakuové odpařování - technologie budoucnosti

Vakuové odpařování je v České republice poměrně málo používaná technologie. Má však velký potenciál pro budoucí rozšíření. Tato technologie nachází využití v povrchových úpravách, chemickém, strojírenském, potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Firma Kovofiniš je jednou z prvních českých firem, která nabízí vlastní vakuové odparky.

Zvýšení životnosti odvalovacích fréz

Odvalovací frézy jsou nástroje, které se používají při výrobě ozubení odvalováním. Jde o nejčastější způsob výroby ozubených kol, kdy se samotná fréza odvaluje po vnějším obvodu obráběného kola, které se pomalu otáčí. Zuby odvalovací frézy tak vytvářejí profil ozubení. Pro zajištění požadované přesnosti a kvality povrchu vyráběných ozubených kol při minimálních nákladech je nezbytné sledovat celý komplex výrobních parametrů. Kontrolovat je nutné zejména geometrii řezné hrany, drsnost povrchu a kvalitu povlaku na odvalovacích frézách.

Koroze a konzervace

Ve strojírenské výrobě, přepravě, při skladování a montáži je v dnešní době kladen veliký důraz na zajištění některých neměnných parametrů součástí. Snahou je zajistit jejich dlouhodobou funkčnost a zamezit působení degradace způsobené převážně klimatickými vlivy prostředí. Nejobávanějším jevem, známým od nepaměti a patrným u řady materiálů, je korozní agresivita.

Povlakování a repase forem pro tlakové lití hliníku

Formy, jádra, komory, vložky a další díly, jsou ve styku s tekutým hliníkem namáhány cyklickým tepelným zatížením. Tento způsob namáhání vede k tepelné únavě materiálu, vzniku trhlin, "vydrolování" základního materiálu forem v kritických nejnamáhanějších místech. Současně dochází k nalepování hliníku na povrch jader, forem apod.

Koroze kovů ve výrobním procesu a při exportu

V procesu, který začíná příjmem kovových polotovarů a končí hotovým produktem dodaným zákazníkovi, je velké množství rizik, která mohou negativně ovlivnit konečnou kvalitu a vzhled výrobku. Z hlediska balení a protikorozní ochrany s využitím odpařovacích inhibitorů koroze (VCI - vapor/volatile corrosion inhibitor) je klíčový především stav povrchu baleného kovu neboť v případě přítomnosti vody, mastnoty, nečistot a reziduí procesních kapalin na povrchu výrobku, nemohou inhibitory proniknout až ke kovu (potažmo k primární oxidační vrstvě), povrch úspěšně pasivovat a chránit před korozí.

Koroze a ochrana proti korozi zásobníku na kapalná paliva

Surová ropa je směsí různých uhlovodíků, které samy nevyvolávají korozi kovů a slitin. Surová ropa obsahuje ale také vodu, některé soli (chlorid sodný, chlorid vápenatý a chlorid hořečnatý), sulfan (sirovodík) a mikroorganismy. Tyto kontaminanty jsou obsaženy v surové ropě ve velmi malých koncentracích (1-3 % hmotnostních) a působí korozí dna zásobníků, pontonů, střech a nikoliv jejich stěn.

Cesta k úsporám? Kvalitní laserové značení

S popisováním a značením dílců se setkáváme v nejrůznějších oblastech našeho soukromého života i ve výrobní sféře. Popisování slouží nejen k identifikaci výrobků, ale také ke snadné kontrole stavu dílců či rozpracovanosti v technologickém řetězci, životnosti či efektivnímu využití nástrojů.

Princip laserového čištění a jeho možnosti

Laserové čištění patří mezi mladé technologie, jež nacházejí stále nové uplatnění nejen v průmyslu. Hlavním důvodem jsou nízké provozní náklady, ekologická šetrnost k životnímu prostředí a v neposlední řadě šetrnost k čištěnému materiálu oproti konvenčním metodám.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit