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Oberflächenbehandlung mit gepulsten IPG Faserlasern
Laserreinigung und Oberflächenvorbereitung ist ein wachsender Anwendungsbereich für IPGs gepulste Laser, da Kunden kontinuierlich nach Möglichkeiten suchen, ihre Qualität und Effizienz zu steigern. Die Oberflächenvorbereitung ist ein abtragender Prozess, bei dem Laserenergie auf die Oberfläche fokussiert wird und von ihr absorbiert wird, um die gewünschten Modifikationen zu erhalten. Anwendungen beinhalten das Entfernen von Lacken, Kleber, Oxiden, Ölen und Formen von Metall, Glas und Komposit. Zusätzlich zum Materialabtrag wird Laserstrukturieren auch angewandt, um Klebhaftung in Anwendungen von Lackieren bis hin zum mechanischen Fügen in der Automobilindustrie oder Schwerindustrie zu verbessern. Laser ersetzen herkömmliche Prozesse wie Strahlen, CO2-Trockeneisstrahlen, chemische Reinigungsbäder und manuelles Schleifen und Sandstrahlen in der Luftfahrt, Automobilbranche und Schwerindustrie. Das gelingt ihnen, da sie Kosten senken, die Qualität erhöhen und eine umweltfreundliche Alternative darstellen.
Oberflächenreinigung
Die Oberflächenreinigung ist eine einfache Anwendung, die oft mit einem großen Spot, niedriger Pulsenergie und hoher Scangeschwindigkeit durchgeführt wird. Wenn Maschinenöle und andere Oberflächenverschmutzungen entfernt werden sollen, kann ein großer Punkt mit minimalen Puls- und Linienüberlappungen leicht verschmutzte Oberflächen schnell reinigen. Diese Technik ist besonders hilfreich bei der Reinigung von Ölen und Verschmutzungen, die üblicherweise mit Metallen in Verbindung gebracht werden, die ein Standard-Fräsfinish erhalten haben.
Zusätzlich zu den visuellen Beobachtungen werden verschiedene analytische Instrumente eingesetzt, um den Oberflächenkontaktwinkel zu messen oder die chemische Charakterisierung des Samples zu ermitteln. Die REM/EDS-Analyse der oberen Schweißnaht zeigt eine starke Reduzierung von Kohlenstoff und Sauerstoff als Ergebnis der Entfernung von Oxiden und anderen Oberflächenverunreinigungen. Geringe Spuren von Natrium, Kalium und Chlor sind nach der Reinigung verschwunden.
Entlackungsanwendungen gibt es in vielen verschiedenen Formen. Die beiden REM-Bilder (oben) sind Querschnitte einer lackierten Aluminiumlegierung vor und nach der Laserentlackung. Die linke Abbildung zeigt eine 300 μm dicke Lackschicht auf einem Aluminiumsubstrat mit 75 μm Klarlack, 75 μm blauem Lack, 100 μm weißem Lack und 50 μm Grundierung. Die Abbildung rechts zeigt die bearbeitete Probe, bei der alle Schichten bis auf das Aluminium entfernt wurden.
Durch die Oberflächenstrukturierung können dem behandelten Metall verschiedene Eigenschaften verliehen werden. Die Texturierung kann kosmetischer Natur sein oder ein nachfolgendes Verfahren wie das Kleben und Fügen fördern. Die Abbildungen oben zeigen fünf texturierte Bereiche auf einer Aluminiumlegierung 6061-T5. Die Lasertexturierung hat den doppelten Vorteil, dass sie die Oberfläche reinigt und gleichzeitig für eine mechanische Verankerung sorgt, um das anschließende Kleben zu verbessern.
Erfahren sie mehr über das laserreinigen
Oberflächenreinigung
Die Oberflächenreinigung ist eine einfache Anwendung, die oft mit einem großen Spot, niedriger Pulsenergie und hoher Scangeschwindigkeit durchgeführt wird. Wenn Maschinenöle und andere Oberflächenverschmutzungen entfernt werden sollen, kann ein großer Punkt mit minimalen Puls- und Linienüberlappungen leicht verschmutzte Oberflächen schnell reinigen. Diese Technik ist besonders hilfreich bei der Reinigung von Ölen und Verschmutzungen, die üblicherweise mit Metallen in Verbindung gebracht werden, die ein Standard-Fräsfinish erhalten haben.
Die Abbildungen oben zeigen zusammengeschweißte Rohrabschnitte aus Edelstahl vor und nach der Reinigung. Der Schweißprozess auf ungereinigten Abschnitten erzeugt eine Wärmeeinflusszone, die wiederum die Verfärbung (verursacht durch die Oxidation) auf der Oberfläche neben der Lasernaht verursacht (oben links). Das kosmetische Erscheinungsbild wurde durch den Laserabtrag verbessert (oben rechts.
Zusätzlich zu den visuellen Beobachtungen werden verschiedene analytische Instrumente eingesetzt, um den Oberflächenkontaktwinkel zu messen oder die chemische Charakterisierung des Samples zu ermitteln. Die REM/EDS-Analyse der oberen Schweißnaht zeigt eine starke Reduzierung von Kohlenstoff und Sauerstoff als Ergebnis der Entfernung von Oxiden und anderen Oberflächenverunreinigungen. Geringe Spuren von Natrium, Kalium und Chlor sind nach der Reinigung verschwunden.
Entlacken
Entlackungsanwendungen gibt es in vielen verschiedenen Formen. Die beiden REM-Bilder (oben) sind Querschnitte einer lackierten Aluminiumlegierung vor und nach der Laserentlackung. Die linke Abbildung zeigt eine 300 μm dicke Lackschicht auf einem Aluminiumsubstrat mit 75 μm Klarlack, 75 μm blauem Lack, 100 μm weißem Lack und 50 μm Grundierung. Die Abbildung rechts zeigt die bearbeitete Probe, bei der alle Schichten bis auf das Aluminium entfernt wurden.
Oberflächenstrukturieren
Durch die Oberflächenstrukturierung können dem behandelten Metall verschiedene Eigenschaften verliehen werden. Die Texturierung kann kosmetischer Natur sein oder ein nachfolgendes Verfahren wie das Kleben und Fügen fördern. Die Abbildungen oben zeigen fünf texturierte Bereiche auf einer Aluminiumlegierung 6061-T5. Die Lasertexturierung hat den doppelten Vorteil, dass sie die Oberfläche reinigt und gleichzeitig für eine mechanische Verankerung sorgt, um das anschließende Kleben zu verbessern.