Що таке вилікування лазерного порошкового покриття?
Лазерна технологія затвердіння використовує інфрачервоний лазер для швидкого гелю, а потім вилікує частинки покриття порошкового покриття, які були електростатично розпорошені на поверхню частини. Розтоплені частинки хімічно реагують під час перехресного процесу, утворюючи покриття, яке, як правило, товстіше, міцніше та міцніше, ніж фарба. Лазерні порошкові покриття можуть досягти різноманітних поширених ефектів поверхневого покриття, включаючи гладкі, тонкі та шорсткі текстури, річку, зморшки, а також змішані та скріплені металеві ефекти.
Традиційно порошкові покриття виліковуються в промислових печах, які використовують конвекційне нагрівання або інфрачервоні світильники. Лазерний процес суттєво відрізняється від цих традиційних методів двома основними способами. По -перше, лазерне затвердіння вибірково нагріває лише освітлену ділянку, а не широко нагріває всю частину та середовище в духовці. Це значно підвищує енергоефективність. По -друге, сам процес нагріву є більш ефективним, значно скорочуючи необхідний час затвердіння. Для операцій з промисловим порошковим покриттям це значно покращує пропускну здатність процесу.
Як працює вилікування лазерного порошкового покриття?
Основна конфігурація системи лазерного затвердіння порівняно проста. Вихідний промінь діодної системи високої потужності переробляється та гомогенізується через оптичну систему, а потім проектується на поверхню частини, щоб нагрівати лише вибрані ділянки.
Великі площі лазерних променів, що використовуються в процесі лазерного затвердіння, можуть бути налаштовані у формі та розмірі, щоб покрити ділянки, невеликі, як кілька дюймів на сторону, до кількох футів шириною і в діаметрі. Залежно від конфігурації променя, одна частина або партії деталей можуть бути освітлені одночасно. Додаткові лазерні джерела можуть бути використані для висвітлення більших ділянок.
Іншим підходом для більших частин або деталей з високо вигнутими формами є встановлення лазерної проекційної оптики на робототехнічну руку. Це дозволяє переміщувати промінь по поверхні частини, навіть під час різного кута, виліковуючи порошкове покриття під час руху.
Laser Curing використовує високопотужні діодні лазерні системи, оскільки вони пропонують кілька ключових переваг у цій програмі. По -перше, їх вихід можна легко перетворити в прямокутний промінь (а також інші форми променя) з рівномірним розподілом інтенсивності. Цього важко досягти за допомогою сильно зосереджених, округлих променів профілю інтенсивності Гаусса, вироблених більшістю інших лазерів.
По -друге, діодні лазерні системи мають найвищу електронну ефективність усіх типів лазер, як правило, перевищують 50%. Крім того, довжини інфрачервоних хвиль, що виробляються діодними лазерами, проникають на кілька мкм нижче поверхні покриття. Це об'ємне нагрівання швидко передає енергію в порошкове покриття, прискорюючи процес затвердіння, витрачаючи мало енергії, нагріваючи основну підкладку. Оскільки діодний лазерний процес уникає сипучого нагрівання компонента, час охолодження значно скорочується, що дозволяє лазерним покриттям на матеріалах, чутливих до температури.
Переваги вилікування лазерного порошкового покриття
Лазерне затвердіння-це інноваційна технологія, яка долає обмеження старих методів, що дає високоякісні результати швидше та за меншими витратами. Ключові переваги лазерних порошкоподібних покриттів включають:
Швидкість
Інфрачервоні діодні лазери забезпечують швидке, локалізоване нагрівання, яке виліковує порошкові покриття за кілька хвилин. Після того, як покриття твердне, основний матеріал швидко охолоджується. На відміну від цього, звичайні печі потребують десятків хвилин, щоб рівномірно нагрівати всю частину, вилікувати порошкове покриття, а потім знову охолонути.
Енергоефективність
Джерела лазерного діодного світла є високоефективними, майже вся їх енергія спрямована на цільову область. Лазер вибірково нагріває порошок ефективно, внаслідок чого менше енергії, що використовується для нагрівання заготовки, і практично немає споживання енергії в середовищі духовки.
Немає відпрацьованого тепла
Системи лазерного затвердіння - це "холодні" духовки, які фактично не витрачають на навколишній простір, зменшуючи вимоги до системи контролю температури обладнання.
Мінімальний тепловий стрес
Вилікування лазерного порошкового покриття підходить для теплових матеріалів, таких як пластмаса та дерево, а також делікатні деталі з тонкими металевими особливостями.
Контроль процесів
Експлуатація кімнатної температури дозволяє точно контролювати температуру покриття в межах плюс або мінус 1 градус Цельсія, використовуючи пристрої метрології на борту, такі як теплові зображення.
Гнучкість
Лазерні печі мають можливості запуску\/зупинки, тобто не потрібно очікування або час розминки. Крім того, якість цільової заготовки має мінімальний вплив на продуктивність покриття, оскільки лазерна духовка нагрівається та контролює температуру поверхні покриття. У традиційних вилікуваннях печей низькоякісні деталі не можуть бути виліковуються безпосередньо біля високоякісних деталей без дефектів або проблем якості.
Невеликий слід
Системи лазерного затвердіння є компактними і не займають місця підлоги, ніж частина, яку вони обробляють. Крім того, процес по суті сумісний з постійним потоком частини, мінімізуючи загальний слід та максимізуючи пропускну здатність виробництва.
Низька вартість власності
Експлуатаційні витрати зменшуються за рахунок зменшення споживання енергії, відсутності відходів, що утворюються (що в іншому випадку нагріває навколишнє виробниче середовище) та значно зменшило витрати на обслуговування.
Низький слід вуглецю
Притаманна електрична енергоефективність, усунення відпрацьованого тепла, що випромінюється обладнанням, а відсутність витратних матеріалів робить лазерну вилікування більш екологічно чистим та стійким процесом.
Лазерне затвердіння проти конвекційних печей
Конвекційні печі по суті індустріалізовані, масштабовані версії внутрішніх конвекційних печей. Частини розміщуються всередині духовки, а повітря нагрівається, як правило, газовим пальником або електричним нагрівальним елементом. Повітря циркулюється по всій порожнині духовки, щоб рівномірно нагрівати частину. Температура затвердіння, як правило, становить 325 градусів F і 400 градусів F. -хоча духовки може бути встановлений вище для досягнення температури субстрату в цьому діапазоні -частини, як правило, запечені протягом 10-20 хвилин, щоб повністю вилікувати.
Очевидним недоліком конвекційних печей є їх енергетична неефективність. Їм потрібно нагрівати великі обсяги повітря, а також саму духовку, і вони повинні підвищувати температуру всієї частини, а не лише порошкове покриття. Конвекційні порошкоподібні духовки часто залишаються в холостому ходу між зрушеннями, іноді навіть 24 години на день, щоб уникнути температури охолодження нижче дозволеного критичного значення. Все це витрачає час і енергію, і створює великий вуглецевий слід. Конвекційні печі також займають відносно велику кількість виробничого простору.
Порівняння лазерного затвердіння та інфрачервоних печей
Інфрачервоні печі переносять енергію на поверхню частини шляхом радіаційного нагрівання, передаючи енергію безпосередньо, не покладаючись на конвекцію. Вони використовують різноманітні джерела світла, такі як кварцові світильники, керамічні випромінювачі або вольфрамові нитки для отримання інфрачервоного випромінювання. Крім того, деякі підрозділи використовують газові каталітичні випромінювачі. У цьому випадку вугілля або пропановий газ каталізують реакцію на поверхню спеціалізованого випромінювача для отримання інфрачервоного випромінювання без відкритого полум'я.
Інфрачервоне нагрівання є швидшим і енергоефективнішим, ніж конвекційне нагрівання. Насправді, електрична до оптична ефективність діодних лазерів та традиційних інфрачервоних джерел порівнянна. Однак, хоча традиційне інфрачервоне затвердіння має певну схожість з лазерним затвердінням, джерела, що не належать, значно менш ефективні.
Однією з причин цього є те, що інфрачервоні обігрівачі, що не належать, виділяють широкосмугове випромінювання. Більшість цього випромінювання недостатньо поглинається порошковим покриттям і тому безпосередньо не сприяє процесу затвердіння. Крім того, інфрачервоні обігрівачі випромінюють у всіх напрямках. Тому більша частина виходу інфрачервоного нагрівача не досягає заготовки, а лише нагріває порожнину духовки. Цей тип опалення ускладнює моніторинг процесу in situ.
Навпаки, діодні лазерні системи затвердіння забезпечують вузький діапазон інфрачервоних довжин хвиль у високоекранованому промені. Як результат, лазерне світло значно більше поглинається частинками покриття порошком, що безпосередньо сприяє процесу затвердіння. Крім того, інтенсивність лазерного променя набагато перевищує інтенсивну інфрачервону джерела світла, тому затвердіння швидше.
Як використовувати вилікування лазерного порошкового покриття?
Лазерне затвердіння сумісне з майже всіма типами порошкоподібних покриттів та матеріалами підкладки, що робить його широко застосовним. Поширені програми включають:
Посилення стійкості до корозії в автомобільних компонентах, включаючи колеса, компоненти шасі та частини кузовів
- Підвищення довговічності компонентів літаків та забезпечення захисту від екстремальних умов
- Забезпечення сильної, привабливої обробки для споживчих товарів, таких як холодильники, пральні, духовки та меблі на відкритому повітрі
- Поліпшення стійкості до погоди в будівельних компонентах, таких як віконні рами та перила
- Захист промислових машин, інструментів та корпусів від зносу та суворих середовищ
- Забезпечення електричної ізоляції та захисту металевих корпусів, шасі та роз'ємів у промисловому обладнанні
- Створення біосумісних та антимікробних покриттів для лікарняного обладнання та медичних пристроїв
Від виробництва автомобільного виробництва до виробництва медичних пристроїв, порошкове покриття - це широко використовувана технологія. Основні галузі включають: автомобільне, сільськогосподарське обладнання, аерокосмічне місце, обладнання, будівництво та будівництво, меблі, промислове обладнання, електроніка, медичні пристрої
