La esencia de la limpieza láser reside en la alta densidad de energía del haz láser que incide sobre la superficie de la pieza, de modo que la suciedad, la oxidación, el chapado o el recubrimiento, etc., de la superficie se funden, ablacionan, evaporan o eliminan instantáneamente mediante el calor, logrando así una superficie limpia sin dañar el sustrato. Este proceso la convierte en la opción ideal para una nueva generación de tecnología de limpieza industrial.
Materiales aplicables al tipo de láser
El desarrollo del láser también ha impulsado el rápido desarrollo de la tecnología de limpieza láser en China. Esta tecnología se ha convertido en una tecnología de limpieza indispensable en los sectores industrial, naval, aeroespacial y otros campos de fabricación de alta gama, incluyendo la eliminación de suciedad de caucho en la superficie de los moldes de neumáticos, la eliminación de contaminantes de aceite de silicona en la superficie de las películas de oro y la limpieza de alta precisión en la industria microelectrónica.
La eliminación de óxido, pintura, aceite y la capa de óxido en superficies metálicas es la aplicación más actual de la limpieza láser. Debido a las diferencias en longitud de onda, potencia y otros parámetros importantes entre los distintos láseres, y a que los materiales y las manchas requieren longitudes de onda, potencias y otros requisitos diferentes, en la práctica es necesario elegir el método de limpieza láser adecuado según la situación.
Tras un gran número de verificaciones experimentales realizadas por el equipo de investigación y desarrollo de procesos de MavenLaser, el láser MOPA, un láser compuesto, es el más utilizado en el mercado de la limpieza láser, seguido de un pequeño número de aplicaciones de láseres de dióxido de carbono, láseres ultravioleta y láseres continuos.
1. Limpieza con láser pulsado MOPA para la limpieza de diversas superficies de materiales.
La cavidad resonante del sistema láser de fibra MOPA es en sí misma una fibra óptica, y el oscilador maestro (MO) es un láser de baja potencia, generalmente seleccionado por su longitud de onda adecuada. El diodo láser (LD) de baja potencia puede modular los parámetros de salida directamente mediante la corriente de excitación, y luego la luz de señal generada por el LD se acopla al sistema de amplificación de potencia (PA) a través del cable de conexión para su amplificación.
El láser MOPA es el más utilizado para la limpieza láser, ya que el sistema láser de fibra MOPA se acopla directamente a la fuente de señal semilla para su amplificación, sin alterar las características del láser, como la longitud de onda central, la forma de onda y la duración del pulso. Por lo tanto, ofrece un rango de ajuste de parámetros más amplio y adaptable a diferentes escenarios de aplicación y materiales, con un intervalo de ventana de proceso mayor, lo que permite la limpieza superficial de diversos materiales.
Además, el láser MOPA posee un alto margen de energía láser, que puede mejorarse optimizando el dispositivo de limpieza láser, por ejemplo, aumentando el área de procesamiento del láser o incorporando sistemas inteligentes, para así lograr una mayor eficiencia en el equipo de limpieza láser. Cabe destacar que, gracias a su excelente rendimiento y versatilidad, el láser MOPA se utiliza ampliamente en baterías de nueva energía y otras industrias emergentes.
| Batería de nueva energía | Limpieza de los polos de la batería de litio, limpieza de los pilares de los polos, limpieza del puerto de inyección de líquido, limpieza de la cubierta, limpieza de la película azul, etc. |
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Aeroespacial | Limpieza de piezas de motor antes y después de la soldadura, limpieza del tanque de almacenamiento del vehículo de lanzamiento antes y después de la soldadura, eliminación de pintura de materiales compuestos, eliminación de agente desmoldante, eliminación de revestimiento de aeronaves, eliminación de sellador, limpieza de moldes |
| Productos de moldeo | Moldes para neumáticos, moldes de encapsulado, moldes de inyección, moldes para anillos de sellado, moldes para alimentos, etc., para eliminar la capa de carbono. |
| Industria 3C | Selección de placas de circuito impreso y eliminación de pintura, limpieza de obleas, eliminación de pintura de carcasas de teléfonos móviles, limpieza de plantillas de recubrimiento PVD |
| Fabricación de automóviles | Limpieza de la carrocería antes de soldar, limpieza de ruedas, eliminación de pintura de zonas seleccionadas de la carrocería, neumáticos silenciosos. |
| Buques marítimos | Limpieza previa y posterior a la soldadura, eliminación de pintura de piezas, limpieza para eliminar aceite. |
| Mantenimiento de puentes y carreteras | Eliminación de pintura de partes estructurales de puentes, eliminación de óxido, eliminación de pintura de barandillas de carreteras |
| Transporte ferroviario | Limpieza de la carrocería de aluminio antes y después de la soldadura, limpieza automática de pares de ruedas, limpieza del bogie, limpieza del motor, etc. |
| Petroquímicos | Eliminación de revestimientos de plataformas petrolíferas marinas, eliminación de pintura de tuberías, eliminación de óxido, etc. |
| Industria alimentaria | Bandejas, moldes, etc. de metal para hornear. |
| Vaso de vacío | Eliminación de la pintura del fondo y las paredes de los vasos térmicos. |
| Otras industrias | Filtro de aceite metálico, limpieza de tubos de filtro, pulido de acero inoxidable, eliminación de óxido por láser, eliminación de óxidos |
2. Limpieza láser compuesta, la mejor opción para la eliminación de pintura.
La limpieza láser de materiales compuestos, mediante un láser semiconductor continuo que actúa como fuente de transferencia de calor, provoca que los adhesivos absorban energía, vaporizándose y formando nubes de plasma. Esto genera presión de expansión térmica entre el metal y los adhesivos, reduciendo la fuerza de unión entre ambas capas. Al emitir un haz láser pulsado de alta energía, la onda de choque resultante, al debilitar la unión de los adhesivos, los elimina directamente de la superficie metálica, logrando así una limpieza láser rápida.
Eliminación de la pintura de la carcasa de la pila de energía
La limpieza láser compuesta combina un láser continuo y un láser pulsado, creando una combinación funcional con características de procesamiento 1 + 1 > 2. Ofrece alta velocidad, gran eficiencia y una calidad de limpieza más uniforme. Además, permite utilizar distintas longitudes de onda de láser simultáneamente para eliminar las manchas en diferentes materiales.
Eliminación de pintura para motores de horquilla
En la actualidad, la limpieza láser de materiales compuestos se utiliza ampliamente en barcos, reparación de automóviles, moldes de caucho, máquinas herramienta de alta gama, ferrocarriles, protección del medio ambiente y otros campos, eliminando eficazmente la resina, pintura, aceite, manchas, suciedad, óxido, recubrimientos, chapados y capas de óxido de la superficie del objeto.
Por ejemplo, en la limpieza láser de materiales de recubrimiento más gruesos, la salida de energía de múltiples pulsos de un solo láser tiene un alto costo. El uso de la limpieza compuesta de láser pulsado y láser semiconductor puede mejorar de forma rápida y eficaz la calidad de la limpieza, sin dañar el sustrato. En la limpieza láser de aleaciones de aluminio y otros materiales altamente reflectantes, la reflectividad de un solo láser presenta otros problemas. El uso de la limpieza compuesta de láser pulsado y láser semiconductor, mediante la transferencia de conductividad térmica del láser semiconductor, aumenta la tasa de absorción de energía de la capa de óxido de la superficie metálica, de modo que el haz láser pulsado puede eliminar la capa de óxido más rápidamente, mejorando así la eficiencia de eliminación, especialmente además de aumentar la eficiencia de la pintura en más del doble.
3. Limpieza con láser de dióxido de carbono, la mejor opción para eliminar materiales no metálicos.
Los láseres de CO2 son láseres de gas que utilizan CO2 como gas de trabajo. Se componen de CO2 y otros gases auxiliares (helio, nitrógeno y una pequeña cantidad de hidrógeno o xenón), lo que les confiere una mejor direccionalidad, monocromaticidad y estabilidad de frecuencia. Dado que el tubo de descarga suele estar fabricado de vidrio o cuarzo, existen dos tipos comunes de láseres de CO2: los de tubo de vidrio y los de tubo de radiofrecuencia metálico.
Extracción de encías
4. Limpieza láser UV para dispositivos de precisión
Los principales láseres UV utilizados para la microfabricación láser son los láseres de excímeros y los láseres de estado sólido. Los láseres UV de longitud de onda corta y alta energía de fotón único pueden romper directamente los enlaces químicos entre los materiales, desprendiéndolos de la superficie en forma de gas o partículas. La zona afectada por el calor generada durante el procesamiento es pequeña, lo que ofrece ventajas únicas en la microfabricación de materiales como Si, GaN y otros semiconductores, cuarzo, zafiro y otros cristales ópticos, y poliimida (PI), policarbonato (PC) y otros materiales poliméricos, mejorando así la calidad de fabricación.
Limpieza de pines de chip
El láser UV se considera la mejor solución de limpieza láser en el campo de la electrónica de precisión. Su tecnología de procesamiento en frío, que se caracteriza por su precisión, no altera las propiedades físicas del objeto. Permite el microprocesamiento y tratamiento de superficies, y puede utilizarse ampliamente en diversas industrias y sectores como las comunicaciones, la óptica, el ámbito militar, la investigación criminal y la medicina. Por ejemplo, la era del 5G ha generado una demanda de procesamiento de FPC. La aplicación de la máquina láser UV posibilita el procesamiento en frío de precisión de FPC y otros materiales.
5. Limpieza continua con láser de fibra para eliminar el óxido flotante de las superficies metálicas.
El láser de fibra continua funciona bombeando luz desde la fuente de bombeo a través de un reflector acoplado al medio de ganancia. Debido a que el medio de ganancia es una fibra dopada con elementos de tierras raras, la luz de bombeo es absorbida. La energía del fotón absorbido provoca un salto en el nivel de energía del ion de tierra rara, logrando una inversión en el número de partículas. Después de la inversión, la partícula pasa por la cavidad resonante, desde el estado excitado vuelve al estado fundamental, liberando energía y formando una salida láser estable. La mayor ventaja es que la luz puede ser continua.
Limpieza después de la soldaduraC
En cuanto a las aplicaciones reales de limpieza láser, el uso de láseres de fibra continua es menos frecuente, pero existen algunas aplicaciones, como en grandes estructuras de acero, tuberías, etc., debido a la rápida disipación del calor y a que los requisitos de daño al sustrato no son elevados, por lo que se puede optar por un láser continuo.
Eliminación de óxido
Cabe mencionar que, gracias al avance y la estabilidad de la tecnología de punto anular, el láser de fibra anular, con sus ventajas de fácil ajuste del proceso y operación sencilla, se ha popularizado ampliamente en el campo de la soldadura y la limpieza. Tras una gran cantidad de experimentos realizados por los ingenieros del Centro de Procesamiento MavenLaser, esta tecnología se utiliza para eliminar el óxido flotante, lo que puede mejorar considerablemente la eficiencia de la limpieza.
Con el progreso de la ciencia y la tecnología y la mejora de los requisitos de protección ambiental, la limpieza láser participará de forma más profunda e integral en el proceso de iteración de la industria manufacturera china, y se convertirá en el principal método de limpieza de la producción limpia industrial.
Shenzhen Maven Laser Automation Co., Ltd., con sede en Shenzhen, cuenta con su propia planta de producción. Centrada en el campo de las aplicaciones láser de alta tecnología, y con la búsqueda de la comercialización como objetivo principal, ofrece a sus clientes una gama completa de servicios basados en soluciones láser para corte, soldadura, marcado, limpieza y suministro de energía láser. Desarrolla programas de limpieza automatizados según las necesidades del cliente para lograr una limpieza más inteligente. En el sector de las máquinas de limpieza láser, ocupa una posición de liderazgo. Su catálogo incluye máquinas de limpieza láser de tipo gabinete, de tipo varilla y de tipo hombro, entre otros modelos. Su completo sistema de marketing y servicio posventa garantiza la competitividad de sus productos, ofreciendo una atención al cliente las 24 horas y un servicio integral de mantenimiento posventa. La tecnología MavenLaser le impresionará por su calidad estable y su precio razonable, convirtiéndose en su socio de confianza.
Fecha de publicación: 16 de enero de 2023
