Ablacja laserowa

Ablacja laserowa, to zjawisko precyzyjnego usuwania powłok za pomocą wiązki lasera. W wyniku jej kontaktu z powierzchnią materii dochodzi do wymiany energii. Wówczas odbywa się selektywne odparowanie różnego rodzaju nawarstwień. Ablacja laserowa działa na powierzchni obiektu i usuwa materiał z tej powierzchni przy absolutnym minimum ingerencji. Jej poziom można łatwo zmieniać oraz regulować w zależności od materiału, natężenia wiązki laserowej, długości impulsu, a także długości fali zastosowanego lasera. Przy niskim strumieniu lasera, materiał jest ogrzewany przez pochłoniętą energię lasera i odparowuje lub sublimuje, natomiast przy wysokim strumieniu lasera materiał jest zwykle przekształcany w plazmę. Po odpowiednim dobraniu tzw. gęstości mocy, można w bezpieczny i precyzyjny sposób usuwać zanieczyszczenia z praktycznie każdej powierzchni , np. stopów metali, kompozytów, ceramiki a nawet papieru. Najprostszą zaletą stosowania ablacji laserowej jest usuwanie materiału ze stałej powierzchni w kontrolowany sposób. Bardzo krótkie impulsy laserowe gwarantują usunięcie powłoki w czasie na tyle krótkim, że otaczający materiał pochłania bardzo mało ciepła. Przykładem zastosowania tego zjawiska jest usuwanie szerokiego zakresu materiałów takich jak metale ciężkie, farby, korozja, smary i związki przemysłowe.

Zasada działania mobilnych systemów laserowych

Lasery na których pracujemy oferują ablację opartą na laserze pulsacyjnym. Jest to proces przyjazny dla środowiska, znacznie łagodniejszy niż technika ścierna, a ogrzewanie materiału jest minimalne.

W wyniku kontaktu wiązki laserowej z pow. materii dochodzi do wymiany energii pomiędzy stosowanym światłem laserowym i materiałem oczyszczanym. Ablacja laserowa polega na tym, że w wyniku napromieniowania powierzchni materiałów za pomocą impulsu promieniowania laserowego o odpowiedniej gęstości energii w czasie (gęstości mocy) dochodzi do selektywnego odparowania różnego rodzaju nawarstwień.

Pojedynczy impuls promieniowania laserowego

zarówno kształt, jak i stosunkowo duża powierzchnia padania promieniowania w jednym impulsie pozwala uzyskać równomierny rozkład mocy. Odpowiedni dobór parametrów tj. częstotliwości, szybkości skanowania wiązki laserowej i posuwu głowicy pozwala uzyskać równomierny rozkład „plamek” impulsów uderzających jeden przy drugim. W efekcie dochodzi do równomiernego czyszczenia całej powierzchni.

Przy innym zestawieniu parametrów możliwe jest uzyskanie odmiennego efektu.

Można tak zaprogramować parametry wiązki laserowej, by pojedyncze impulsy częściowo zachodziły na siebie, „uderzały” jeden przy drugim (por. ryc. wariant B) lub by pozostawały między nimi odstępy (por. ryc. obok; wariant A). Efektem takiego oczyszczania (wariant A) jest niejednorodne rozwinięcie powierzchni aktywnej w jej mikrostrukturze. Taka metoda czyszczenia pozwala dużo lepiej przygotować czyszczoną powierzchnię pod malowanie, spawanie czy klejenie.

ZASTOSOWANIE

Czyszczenie form wtryskowych z gum, tworzyw sztucznych bez konieczności demontażu. Usuwanie z maszyn zabrudzeń technologicznych szczególnie tych, które są wrażliwe na działanie pyłu ,wody i wstrząsu. Oczyszczanie spoin po spawaniu Usuwanie korozji, powłok ,farb Czyszczenie rzeźb , obiektów sakralnych, zabytkowych , elewacji budynków.

Wybiórcze usuwanie poszczególnych warstw z danej powierzchni

Jeśli powierzchnia obiektu pokryta jest kilkoma warstwami powłok możemy (ustalając uprzednio tzw. próg ablacji laserowej) sukcesywnie odsłaniać następujące po sobie przemalowania.

Eliminacja powstawania szkodliwych substancji

Użycie lasera całkowicie eliminuje powstawanie szkodliwych substancji, ograniczając tym samym ich destrukcyjny wpływ na czyszczony obiekt.Ponadto metoda laserowa (w przeciwieństwie do stosowanej powszechnie metody piaskowania) jest czysta i bezpyłowa, co umożliwia stosowanie jej praktycznie w każdych warunkach.

Podejście przyjazne dla środowiska

Ablacja laserowa jest o wiele bardziej opłacalną i przyjazną dla środowiska techniką usuwania powłok niż każde inne metody strumieniowo ścierne czy chemiczne. Korzystając z niej nie musimy stosować ścierniwa, rozpuszczalników i chemikaliów. Laser światłowodowy w porównaniu z innymi rodzajami procesów czyszczenia laserowego to również inne korzyści środowiskowe. - Zużycie energii ma znacznie mniejszy wskaźnik, ponieważ laser światłowodowy jest około dwudziestokrotnie bardziej wydajny niż jego odpowiedniki z kryształu lub gazu laserowego. - Wydłużony wskaźnik żywotności diody. W przypadku laserów kryształowych lub gazowych średnia trwałość diody wynosi zwykle od 10 000 do 20 000 godzin. Większość systemów światłowodowych ma o wiele większą trwałość i mieści się w granicach od 50 000 do 100 000 godzin. - Lasery światłowodowe nie wykorzystują gazu, który zużywa się podczas pracy, jak ma to miejsce w przypadku jego odpowiedników.

ZALETY

Laserowe czyszczenie cechuje się zaletami, które dają prezentowanej metodzie przewagę nad innymi, „tradycyjnymi” sposobami oczyszczania i przygotowania różnych powierzchni. Jest to bowiem metoda:

B EZINWAZYJNA

Brak oddziaływania mechanicznego i chemicznego na czyszczone podłoże. Ze względu na wyżej przedstawione zalety metodę czyszczenia laserowego z powodzeniem stosuje się w przemyśle ciężkim, elektronicznym, lotniczym , a także w renowacji zabytków malarstwa, rzeźby, architektury oraz techniki.

WSZECHSTRONNA

Oczyszczanie metalu, kompozytów i innych tworzyw sztucznych, ceramiki, drewna, kamienia i innych. Zdarzają się sytuacje, gdy obiekt składa się z materiałów różnego rodzaju i problematyczne staje się zastosowanie technik dotychczas stosowanych, ponieważ odmienna specyfika każdego materiału wymusza zastosowanie innej techniki konserwacji.

SELEKTYWNA

Wybiórcze usuwanie poszczególnych warstw z danej powierzchni. Jeśli powierzchnia obiektu pokryta jest kilkoma warstwami powłok możemy (ustalając uprzednio tzw. próg ablacji laserowej) sukcesywnie odsłaniać następujące po sobie przemalowania.

EKOLOGICZNA

Eliminacja powstawania szkodliwych substancji. Użycie lasera całkowicie eliminuje powstawanie szkodliwych substancji, ograniczając tym samym ich destrukcyjny wpływ na czyszczony obiekt.
Ponadto metoda laserowa (w przeciwieństwie do stosowanej powszechnie metody piaskowania) jest czysta i bezpyłowa, co umożliwia stosowanie jej praktycznie w każdych warunkach.