10 Arten von Laserreinigungsmethoden, die Sie kennen müssen

Laserreinigungsmethoden
Entdecken Sie verschiedene derzeit in der Branche anwendbare Laserreinigungsmethoden. Dieser Artikel erläutert verschiedene Methoden und hilft Ihnen bei der Auswahl des besten Produkts. 

Inhaltsverzeichnis

Die Kenntnis verschiedener Laserreinigungsmethoden und -verfahren ist entscheidend, wenn der Reinigungsprozess effektiv, effizient und wirtschaftlich sein soll. 

Unser leicht verständlicher Leitfaden hilft Ihnen bei der Auswahl des am besten geeigneten Laserreinigungssystems für Ihr Projekt, indem er Ihnen ermöglicht, Ihre Anforderungen mit den Maschinenherstellern zu kommunizieren. Hier ist die Liste der Laserreinigungsmethoden, die Sie kennen müssen.

Grundlagen der Laserreinigung

Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission (Laser) ist ein monochromatischer, hochintensiver und unidirektionaler Lichtstrahl mit weitreichenden Anwendungen in unserem täglichen Leben. Ein solches Beispiel ist der Revolutionär Laserreinigungstechnologie Dadurch ist der industrielle Reinigungsprozess schnell, effizient, profitabel und vor allem umweltfreundlich geworden. 

Der grundlegende Mechanismus der Laserreinigung ist dieser Hochtemperatur-Laserlicht Verbrennt (Laserablation) und verdampft die Schadstoffschicht, hinterlässt eine glatte Oberfläche und bereitet das Material für weitere industrielle Prozesse vor.  

Die Laserreinigung ist die beste Alternative zu älteren chemisch und Schleifmittel Reinigungstechnik, weil es so ist kostengünstig, nachhaltig, und weniger arbeitsintensiv.

10 Arten von Laserreinigungsmethoden für eine effektive Reinigung 

Es gibt verschiedene Laserreinigungsmethoden, und alles hängt davon ab, wie Sie die Funktionen einer Laserreinigungsmaschine kategorisieren. Deshalb haben wir die Laserreinigungsmethoden in leicht verständliche Kategorien unterteilt. Es wird Ihnen helfen, besser mit dem zu kommunizieren Hersteller zum Zeitpunkt des Kaufs. 

Methoden basierend auf Reinigungsprozessen

1. Trockene Laserreinigung

Die trockene Laserreinigung ist der grundlegendste Laserreinigungsprozess, bei dem ein hochintensiver Strahl die unerwünschte Schicht auf der Oberfläche eines Materials erhitzt und verdampft. Die verdampften Schadstoffe werden dann weggeblasen oder mit Absaugmaschinen abgesaugt. Wird häufig verwendet für Laser rostentfernung.

Vorteile 

  • Einfach und effektiv 
  • Leicht zu bedienen 

Nachteile

  • Probleme bei der Tiefenreinigung

2. Nasslaserreinigung

Bei der Nass-Laserreinigungsmethode, auch „Dampfreinigung“ genannt, wird der Flüssigkeitsfilm auf die Oberfläche des ungereinigten Materials aufgetragen. Der Laserstrahl erhitzt die Flüssigkeit, verdampft sie und erzeugt eine intensive Stoßwelle, die die Schmutzschicht von der Oberfläche löst. Außerdem kommt der Laserstrahl selbst nicht mit dem Material in Kontakt. 

Es ist jedoch Vorsicht geboten, um zu verhindern, dass die Flüssigkeitsschicht mit der kontaminierten Schicht reagiert, was ihre Anwendung einschränkt.  

Vorteile

  • Effektiv für die Tiefenreinigung auf Mikroebene
  • Effizient und nachhaltig

Nachteile

  • Eingeschränkte Anwendung

Wenn Sie den Unterschied zwischen diesen beiden Methoden genauer erfahren möchten, finden Sie hier ein Artikel Am Beispiel der Entfernung von Verunreinigungen aus Kunstwerken.

3. Schocklaserreinigung

Im Schocklaserverfahren, der Hochleistungslaserstrahl zersetzt die oberflächennahe Luftund verwandelt es in Plasma. Dieses Plasma erzeugt eine intensive Stoßwelle, die die unerwünschte Schicht auf der Oberfläche oder dem Substrat aufbricht und effektiv entfernt. Die Stoßwelle dringt viel tiefer ein als die chemische Reinigung, was es zu einer hochwirksamen Laserreinigungsmethode macht. 

Vorteile 

  • Effektiv für eine Tiefenreinigung auf Nanoebene
  • Hohe Reinigungsgeschwindigkeit
  • Niedrigere Ablationsschwellenfluenz

Nachteile 

  • Hohe Kosten

Auf Lasermodi basierende Methoden

4. Kontinuierliche Laserreinigung

Dauerstrichlaser (CW) emittieren hochintensive Laserstrahlen mit konstanter Leistung über einen bestimmten Zeitraum. CW-Laserreiniger eignen sich für Hochleistungsreinigung, wie zum Beispiel das Entfernen von Rost von großen Edelstahlzylindern. Typischerweise haben sie eine höhere Leistung in der Größenordnung von 2000 W und mehr. Wegen dem intensive KraftSie können manchmal unerwünschte Wärmeeinflusszonen erzeugen und möglicherweise das Oberflächenmaterial beschädigen.

Vorteile 

  • Sehr effektiv 
  • Heavy Duty  

Nachteile

  • Starke Hitze kann empfindliches Material beschädigen.

5. Reinigung mit gepulstem Laser

In gepulster Lasermodus, sendet die Maschine in regelmäßigen Abständen Laserimpulse aus. Es gibt einen intensiven Höhepunkt und dann eine Pause, auch „Verweilzeit“ genannt, und der Zyklus wiederholt sich. Besser geeignet ist die gepulste Laserreinigung empfindliche Materialien als CW-Laser, wie es erzeugt minimale Wärmeeinflusszonen

Beispielsweise ist die Verwendung eines 100-W-Handpulslasers beim Entfernen von Schimmel von einem Reifen einfacher und verursacht weniger Schäden als ein CW-Laserreiniger mit 1000 W. Der gepulste Laserstrahl kann eine Spitzenleistung von 10,000 W erreichen und verhindert durch seine pulsierende Beschaffenheit eine Überhitzung des Materials.

Vorteile 

  • Extrem vielseitig 
  • Sehr effektiv 
  • Risikolos

Nachteile

Nicht viel

Unterschiedliche mikroskopische Oberflächen von Substraten nach der Reinigung mit CW- und MOPA-Pulsfaserlasern.

Erfahren Sie mehr über die Reinigungsleistung mit CW- und gepulsten Faserlasern von Dieser Artikel.

Methoden basierend auf Laserquellen 

6. Faserlaser 

Die Faserlasertechnologie ist die fortschrittlichste Laserquellentechnologie der Neuzeit. Man kann sagen, dass es sich um ein Upgrade zu typischen Nd:YAG-Lasern handelt. In FaserlaserAls Verstärkungsmedium werden optische Fasern verwendet, die mit Seltenerdmetallen dotiert sind. 

Einfacher ausgedrückt ermöglicht die Verwendung optischer Fasern die Bewegung des Lasers viel effizienter, was zu einer besseren Gesamtleistung führt.  Faserlaserreiniger sind in beiden erhältlich Dauerstrich- und Pulslasermodi. Es kann auch auf einem verwendet werden breite Palette von Materialien, entfernt effektiv oxidierende Schichten, Farbe, Korrosion, Rost und Öle. 

Faserlaserreinigung

Vorteile 

  • Moderne Laserbehandlung
  • Extrem effizient 
  • Gut für die Reinigung von Metalloberflächen

Nachteile

Nicht viel 

7. CO2-Laserreiniger

In CO2-Laserreinigungsmaschinen wird der CW-Laserstrahl erzeugt, wenn ein hochintensiver Strom durch eine Glaskammer voller Kohlendioxidgas fließt, die Atome anregt und Infrarotstrahlen erzeugt, die dann mithilfe von Spiegeln fokussiert werden. Sie eignen sich gut zum Entfernen Farben, Öl und Korrosion aus Materialien wie Keramik und Polymere

Vorteile 

  • Ältere, aber etablierte Technologie 
  • Gut für Nichtmetalle und Polymere

Nachteile

  • Nicht für die Reinigung von Metalloberflächen geeignet

8. Nd:YAG-Laser

Nd: YAG-Laser, auch bekannt als Festkörperlaserreiniger, verwendet ein Kristallverstärkungsmedium zur Erzeugung von Laserstrahlen. Sie sind sowohl im CW- als auch im Pulslasermodus erhältlich, was sie äußerst vielseitig macht. Q-geschaltete Nd: YAG-Reiniger können pro Impuls mehr Material entfernen als ihre Gegenstücke.

Vorteile 

  • Am effektivsten
  • Extrem zuverlässig

Nachteile

  • Weniger Kontrollierbarkeit

9. Hochleistungsdiodenlaser

A Hochleistungsdiodenlaser stammt aus a pn-Übergangsdiode, die aufleuchtet, wenn eine Hochspannung auf sie trifft. Solche fokussierten Laserstrahlen sind einfach zu verwenden und anzubieten bessere Kontrollierbarkeit

Vorteile 

  • Eine kleine Strahlgröße führt zu einer besseren Kontrolle

Nachteile

  • Begrenzte Materialien reinigen  

Methoden basierend auf Techniken

10. Senkrechte und eckige Laserreinigung 

Winkellaserreinigung

Bei der herkömmlichen Laserreinigung wird der Laserstrahl im 90-Grad-Winkel auf die Oberfläche gerichtet. Diese Methode ist gut und liefert Ergebnisse.

Allerdings führt die Anwendung des Lasers in einem leichten Streifwinkel zu einer höheren Reinigungsgeschwindigkeit und einem geringeren Risiko einer Beschädigung des Materials. Winkellaserreinigung hängt von der Einstellung des Glanzwinkels des einfallenden Strahls ab, was Geschick und Training erfordert.

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Welche Laserreinigungsmethode soll ich wählen?

Jede Laserreinigungsmethode, die wir bisher besprochen haben, weist einige einzigartige Aspekte auf, die sie in bestimmten Szenarien effektiv machen. Berücksichtigen Sie die folgenden Faktoren, um das perfekte Laserreinigungssystem für Ihr Projekt auszuwählen. 

Faktoren, die die Laserreinigungsleistung beeinflussen

Bei der Auswahl hilft es, zu verstehen, welche Aspekte der Laserreinigungsleistung betroffen sind.

1. Art der Schadstoffschicht und das Material   

Die beiden entscheidenden Faktoren beim Kauf sind die Art der unerwünschten Schicht und das Material, von dem sie entfernt werden soll. Rost, Korrosion, Schimmel, Farben und Fett sind häufige Verunreinigungen. Auch die Farbe des Lacks kann die Leistung der Maschine erheblich beeinflussen. Ein idealer Laserreiniger ist einer Entfernt effektiv die Schmutzschicht, ohne das darunter liegende Material anzugreifen.  

2. Wirkung auf das Substrat 

Der Untergrund ist die äußerste Oberfläche eines jeden Materials, auf der sich die Schmutzschicht bildet. Die Laserreinigung kann Schäden wie Risse oder Kraterbildung verursachen. Der Schaden an der Oberflächentopologie kann mikroskopisch klein sein, daher sollten Sie dies effektiv mit dem kommunizieren Maschinenhersteller

3. Entfernung der Laserpistole von der Quelle 

Tragbare oder handgehaltene Lasergeräte sind sehr praktisch. Stellen Sie jedoch sicher, dass der zu reinigende Bereich nicht zu weit von der Quelle entfernt ist, da dies der Fall sein könnte Bei langen Fahrten geht die Strahlintensität verloren. Das bedeutet, dass Sie am Wirkungsort möglicherweise eine geringere Leistung haben als die Quelle. Gott sei Dank, Faserlaserreiniger sind diesbezüglich effizienter und bieten mehr Flexibilität. 

Arbeiter, der eine tragbare Laserreinigungsmaschine verwendet.

Dinge, die Sie beim Kauf einer Laserreinigungsmaschine beachten sollten 

Nach Kenntnis der Einflussfaktoren wird nun die Konfiguration der Reinigungsmaschine unter diesen Gesichtspunkten betrachtet.

1. Lasertyp und Power 

Laser mit höherer Wattzahl sind leistungsstärker. Bei der Einstellung der Strahlintensität ist jedoch Vorsicht geboten, um Materialschäden zu vermeiden. Laserreinigungsmaschinen werden normalerweise in Watt (W) oder Kilowatt (KW) angegeben. Zweitens, das Richtige wählen Lasertyp ist entscheidend für die Projekteffizienz. Wir haben uns im vorherigen Abschnitt ausführlich damit befasst.

2. Abgassystem

Die Laserreinigung in engen Räumen erfordert ein geeignetes Absaugsystem zur Absaugung der Dämpfe. Empfehlenswert ist auch ein gut belüfteter Ort. 

3. Scansystem 

Einige fortschrittliche Laserreinigungssysteme verfügen über automatische Scanner, die Verunreinigungen erkennen und Laser auf diese richten können, was die Reinigung extrem erleichtert effizient und zeitsparend

4. Kostenanalyse 

Laserreinigungsanlagen sind relativ kostspielig, daher müssen Sie einen klaren Bericht über die finanzielle Machbarkeit erstellen, bevor Sie in diese Anlagen investieren. Einige Branchen nutzen Laserreiniger zum Veredeln und Polieren von Materialien, um die Rentabilität zu steigern.

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Vergleich zwischen verschiedenen Laserreinigungsmaschinen 

Zuvor haben wir verschiedene Laserreinigungstechnologien und -methoden besprochen. Lassen Sie uns nun einen kurzen Vergleich verschiedener auf dem Markt erhältlicher Laserreinigungsmaschinen durchführen. Einige dieser Maschinen verfügen möglicherweise über ähnliche Quellen, unterscheiden sich jedoch in Wellenlänge, Modus oder Ansätzen, was zu Unterschieden bei ihren Reinigungsanwendungen führt.

LaserreinigerWellenlängeEntfernen und reinigen
ArF-Excimer193 nmPartikel bestehend aus SiO2 und Polymeren.
KrF-Excimer248 nmPolymermaterialien, Keramikbeschichtung, Al2O3, SiO2-Partikel sowie Öl- und Fettrückstände.
XeCl308 nmSilizium, Aluminiumoxid und Eisenoxid.
XeF-Excimer351 nmAluminiumoxid, Kupferoxid
Gütegeschaltetes Nd:YAG355 nmVerunreinigungen, Metallpartikel, Korrosion
Nanosekunden-Faserlaser Nd:YAG532 nmRost, Öl, Fett, Farbe, Metallpulver, Oxide und Flecken.
Nanosekunden-Faserlaser Nd:YAG1.06 & mgr; mVorbereiten der Oberfläche, Entfernen von Oberflächenschichten, Oxiden, Flecken, Schadstoffen, Rost, Metallpulver, Öl und Fett.
Nanosekunden-Faserlaser Nd:YAG9.6 & mgr; mEntfernen von Oberflächenschichten, Entfernen von Öl und Fett und Beseitigen von Oxiden.
TEE CO210.6 & mgr; mAluminiumoxid, Siliziumkarbid (SiC), Schmutz, Harz, Eisen, Silizium, Partikel, Öl und Fett.
Gängige Laserreinigungsmaschinen und ihre Anwendungen in der Industrie. 

Vorteile der Laserreinigungstechnologie

Sie haben sich noch nicht entschieden? Hier haben wir einige der Vorteile aufgelistet, die die Laserreinigung für Ihr Projekt bringen kann. 

1 – Umweltfreundliche Technologie 

Bei der Verwendung des Lasers entstehen keine chemischen Rückstände oder giftige Abgase, die die Umwelt schädigen können. Es ist ein völlig sicheres und umweltfreundliches Verfahren. Traditionelle Methoden wie Trockeneisstrahlen or Sandstrahlen erzeugen viel Staub und Lärm, was ineffizient ist und zu einer rauen Oberfläche führt. Es ist auch schädlich für die Arbeitnehmer. Im Gegenteil: Durch die Laserreinigung entsteht eine glatte Oberfläche, die Schweiß- und andere Fügeprozesse deutlich effektiver macht. 

2 – Präzisionsreinigung 

Die Laserreinigung ist äußerst präzise und erreicht auch schwer zugängliche Stellen. Die selektive Reinigung macht sie zu einer beliebten Methode zur Reinigung empfindlicher Geräte.  

3 – Keine Verbrauchsmaterialien

Herkömmliche Reinigungsmethoden erfordern entweder Chemikalien oder abrasives Material, das während des Prozesses verbraucht wird. Dadurch wird der Reinigungsprozess langsamer und teurer. Außerdem müssen Sie den Vorrat an Verbrauchsmaterialien für einen unterbrechungsfreien Betrieb aufrechterhalten, was nur einen zusätzlichen Aufwand darstellt. Laserreinigung ist jederzeit ohne vorherige Absprache einsatzbereit

4 – Hohe Reinigungsgeschwindigkeit

Unabhängig davon, ob Sie handgehaltene Laserreinigungsgeräte oder große Laserreinigungsmaschinen in Industriequalität verwenden, sind beide im Durchschnitt schneller als herkömmliche Reinigungsmethoden. 

5 – Materialvielfalt 

Da es viele verschiedene Arten der Lasertechnologie gibt, können sie problemlos an eine Vielzahl von Materialien angepasst werden. Darüber hinaus hat der Bediener die Möglichkeit, die Laserreinigungsparameter in Echtzeit einzugeben und so an alle spezifischen Szenarien anzupassen. 

Nachteile der Laserreinigungstechnologie

Auch wenn die Laserreinigung in der Branche zur bevorzugten Reinigungstechnologie wird, gibt es dennoch einige Vorbehalte. Hier sind ein paar Dinge, auf die Sie achten sollten.

1 – Expertenschulung erforderlich 

Zum Schutz vor Laserstrahlung muss das Arbeitspersonal vor Arbeiten in der Lasersicherheit und -bedienung geschult werden. Dies kann insbesondere für kleinere Industrien kostspielig werden. Allerdings ist die Lernkurve bei der Laserreinigung nicht steil, sodass es sich um eine einfach anzupassende Technologie handelt.

2 – Höhere Einrichtungskosten 

Die Anschaffungskosten für Laserreinigungsmaschinen sind höher, aber dank ihrer effizienten Arbeitsweise sind die Kosten innerhalb eines Jahres amortisiert.

Industrielle Anwendungen der Laserreinigungstechnologie

Laserreiniger sind heutzutage in fast jeder Branche zu finden. Aber die einzigartigen Eigenschaften des Lasers machen ihn für diese Zwecke am besten geeignet industrielle Anwendungen

1 – Artefaktkonservierung 

Laserreinigungsarbeiten eignen sich am besten für historische Stein- oder Marmorartefakte, die empfindlich auf aggressive Chemikalien und Scheuermittel reagieren. 

2 – Elektronik

Halbleiter, Leiterplatten und andere elektronische Geräte erfordern eine selektive und schonende Reinigung, die am besten mit einem Lasersystem durchgeführt wird. 

3 – Automobilindustrie

Laser eignen sich gut zum Entfernen der Phosphatschicht auf Autobauteilen, die zur Korrosionsbeständigkeit aufgebracht wird. Es wird auch verwendet, um Schimmel und Schmutz vom Reifengummi zu entfernen.

4 – Luft- und Raumfahrtindustrie und maritime Industrie 

Aus Sicherheitsgründen ist der Einsatz scharfer Reinigungschemikalien und abrasiver Materialien in der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie der Schifffahrtsindustrie eingeschränkt. Daher spielen Laser eine entscheidende Rolle bei der Entfernung von Rost, Algen, Farbe und Öl von den Teilen. 

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FAQ

1. Welche verschiedenen Arten von Laserreinigungsmaschinen gibt es?

Laserreinigungsmaschinen gibt es in verschiedenen Ausführungen, die jeweils für eine bestimmte industrielle Anwendung geeignet sind. Hier sind einige gängige Maschinen, die Sie auf dem Markt finden.

  • Handlaserreiniger 
  • Manuell beladene Laserreinigungsarbeitsplätze
  • Laserreiniger für Förderbänder
  • Roboter-Laserreinigungsmaschine

2. Welche Materialien können lasergereinigt werden?

Laserreiniger sind mit fast allen verfügbaren Materialien kompatibel. Sie müssen nur mit dem Hersteller kommunizieren und den richtigen Typ für Ihr Projekt erhalten. Zu den am häufigsten gereinigten Materialien gehören:

  • Metalloberflächen
  • Nichtmetalle 
  • Glas
  • Composite 
  • Keramik
  • Stein 
  • Beton

3. Welche Lasermethode ist die beste? 

Trockene Laserreinigung wird in den meisten Branchen eingesetzt und ist im Allgemeinen am effektivsten. Die Nass- und Stoßlaserreinigung eignet sich im Allgemeinen gut zum Entfernen von Schichten auf Mikro- oder Nanoebene.

Das Gebiet der Laserreinigung ist umfangreich und Forscher haben viele Reinigungsmethoden und -verfahren für eine effektive Reinigung entwickelt. Um das beste Lasersystem zu finden, besprechen Sie alle verfügbaren Optionen effektiv mit Ihrem Hersteller.

4. Welche Leistung wird für einen Laserreiniger benötigt?

Laserreiniger variieren von 100 W bis 2000 W Leistung Bewertung, und jedes verfügt über einzigartige Funktionen. Die Auswahl der richtigen Laserleistung in Maschinen hängt im Allgemeinen von Ihren Projektanforderungen ab. 

Zusammenfassung

Wir haben alle grundlegenden Laserreinigungsmethoden, die in der Industrie häufig verwendet werden, ausführlich behandelt. Sie können die Vor- und Nachteile der einzelnen Reinigungsmethoden vergleichen und versuchen, die bestmögliche Lösung für Ihr Projekt zu finden. Glücklicherweise wird auf dem Gebiet der Laserreinigung aktiv geforscht, sodass die neuen Maschinen mehrere Verunreinigungen gleichzeitig bekämpfen können.

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Sam Chen

Hey, ich bin Sam!

Ich bin der Gründer von Baison. Wir haben der Fertigungsindustrie dabei geholfen, ihre Produktivität und Kapazität mit unseren fortschrittlichen Lösungen zu steigern Faserlasersysteme für über 20 Jahre.

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