喷砂与光

放大字体  缩小字体 2022-09-24 08:10  浏览次数:

Sandblasting with light

昨天Sandblasting-that。激光束现在可以比传统系统更精确、更经济、更环保地清洁和构造表面。位于德累斯顿的夫琅和费材料和光束技术研究所为此开发了“LIGHTblast”技术,该技术目前正被转移到半导体制造、汽车供应和其他行业。

夫琅和费IWS的研究人员看到了可观的生态和经济潜力。“这就像以光速喷砂,”该研究所激光切割小组的负责人帕特里克·赫维格博士解释说。

“因此,我们使工业加工设备和部件的速度比以前更快,更环保,更清洁。考虑到整个生产链,我们的工艺在系列生产中使用比传统喷砂成本更低。我们确信激光技术将为企业带来回报。”

Fraunhofer IWS目前正在为各种终端用户准备初始应用程序示例。激光系统很快就会逐步取代喷砂系统。

高能光取代了沙粒

市场潜力巨大。事实上,使用传统喷砂系统的行业数量正在增加。他们不仅可以从各种各样的组件中去除任何污染,而且还可以在涂覆前以确定的方式对其进行粗糙处理,从而优化涂覆过程的结果。

有时,砂粒会嵌入处理过的表面,即使经过严格的清洗,砂粒仍然作为缺陷存在。在传统工艺中,压缩空气射流将砂粒高速加速到目标表面。

锋利的沙粒撕裂了部分表面,导致锋利的边缘磨损,并与由此产生的灰尘混合。每次使用,爆破介质污染更多和稳定的圆磨。过程结果不断恶化。最终,这些混合物必须作为特殊废物处理,这将污染环境并造成额外的成本。

Sandblasting with light激光爆破系统精确地处理 只需要所需的表面 既不用沙子也不用材料做掩蔽,从而节省了危险和胶带浪费。资料来源:René Jungnickel/Fraunhofer IWS

夫琅和费IWS使用高能光代替沙粒进行清洁和粗糙。为此,研究人员开发了基于激光的工艺LIGHTblast,该工艺比传统工艺更快地实现清洗和结构化任务,并应导致在系列化生产中更低的操作成本。

该过程也可以更容易地实现自动化,对质量、过程控制和职业安全都有积极的影响。此外,该系统比喷砂系统工作更精确,因为直径小于50微米(即千分之一毫米)的激光束可以取代几厘米宽的粒子流。“从某种意义上说,我们是在用手术刀而不是棍棒工作,”帕特里克·赫韦格(Patrick Herwig)打比方说。使用这种新方法,最终表面的粗糙程度也可以非常精细地调整。

Environmental救援

除了成本和质量效益外,对许多工业用户来说,制造过程的生态平衡也变得越来越重要。因此,许多预处理和后处理步骤被取消:基于光的处理不需要任何化学品清洁。激光喷砂系统精确地处理所需的表面,既不消耗沙子也不消耗掩蔽材料,从而节省了危险废物和胶带废物。激光束使部分表面蒸发;膨胀的蒸汽带走了固体成分,也达到了规定的粗糙度。

一些工业公司已经认识到轻喷砂的这些和其他优点。他们现在希望与夫琅和费的研究人员一起,将这项技术逐步转化为生产实践。例如,夫琅和费IWS和一个合作伙伴正在进一步开发通过激光技术构造硬质材料涂层的工艺,并在成本和环境兼容性方面决定性地改进整理工艺。

“每个制动盘都是不同的,”René Bischoff说,他是来自德累斯顿附近Freital的C4激光技术公司的首席技术官。“化学材料成分、冷却速率、加工工具的条件或表面附近的石墨结构等因素只是对灰铸铁表面涂覆过程有相当大影响的几个参数。与夫琅和费IWS一起,我们找到了一种方法,以标准化的摩擦带表面条件的制动盘毛坯涂层前。因此,我们成功地使规范化过程完全自动化,并提高了成本效益,提高了过程能力。”

作为生产链的一部分,这一过程有助于生产出价格合理的制动盘,其显著延长的使用寿命将确保未来道路交通中产生的颗粒物更少。此外,德累斯顿研究所正在为基于激光的制造工艺设计和过程控制软件开发提供专业知识。

一般来说,这种新方法可以应用于任何需要清洗、预结构或为后续涂层进行粗糙处理的部件。为此目的计划采取进一步的发展步骤。

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