En los campos de la fabricación industrial moderna y el mantenimiento de precisión, la demanda de limpieza eficiente, respetuosa con el medio ambiente y no destructiva es cada vez más urgente. Los métodos de limpieza tradicionales, como los disolventes químicos, el chorreado con arena o la rectificación mecánica, suelen conllevar problemas como la contaminación ambiental, los daños al sustrato o la baja eficiencia. En este punto, una tecnología revolucionaria - la limpieza láser, con su característica única de "borrador de luz", está provocando un cambio disruptivo en la limpieza de superficies. ¿Qué puede borrar exactamente? Averigüémoslo.
Tecnología de limpieza láseres una técnica de limpieza avanzada que utiliza haces láser de alta energía para irradiar la superficie de los objetos, haciendo que las impurezas, los contaminantes o los recubrimientos se evaporen o se desprendan rápidamente a través de efectos ópticos y térmicos. Cuando un haz láser se dirige a la superficie de un objeto, la energía del láser se absorbe y ejerce un efecto térmico sobre el contaminante en un período de tiempo muy corto, lo que provoca que la temperatura de la superficie del contaminante aumente, lo que lleva a su evaporación, descomposición o desprendimiento.
Los siguientes son varios tipos de limpieza láser:
1. Limpieza en seco con láser
La pieza de trabajo se limpia directamente mediante irradiación láser pulsada, lo que hace que los contaminantes de la superficie o el sustrato absorban energía y aumenten su temperatura, lo que provoca la expansión térmica o la vibración térmica del sustrato y, por lo tanto, la separación de ambos. Este proceso puede dividirse a grandes rasgos en dos situaciones: una es que los contaminantes de la superficie absorban la expansión del láser; otro tipo es que el sustrato absorba el láser para generar vibración térmica. Este método no requiere el uso de reactivos químicos adicionales ni medios líquidos, por lo que se denomina "seco".
2. Limpieza en húmedo con láser
Antes de que el láser pulsado irradie la pieza a limpiar, se pre-recubre una película líquida en la superficie. Bajo la acción del láser, la temperatura de la película líquida aumenta rápidamente y se vaporiza. En el momento de la vaporización, se generan ondas de choque que actúan sobre las partículas contaminantes y provocan que se desprendan del sustrato. Este método requiere que el sustrato y la película líquida no reaccionen, lo que limita el rango de materiales aplicables.
3. Limpieza por onda de choque de plasma láser
Durante el proceso de irradiación láser, rompe el medio aéreo para generar ondas de choque de plasma esféricas. Las ondas de choque actúan sobre la superficie del sustrato a limpiar y liberan energía para eliminar los contaminantes. Dado que el láser no actúa directamente sobre el sustrato, no causará daños al mismo. Esta tecnología puede limpiar contaminantes particulados con diámetros de decenas de nanómetros y no está limitada por la longitud de onda del láser.
4. Limpieza asistida por láser + gas inerte
Mientras el láser está irradiando, se soplan gases inertes (como argón o nitrógeno) hacia la superficie del sustrato. Cuando la suciedad se desprende de la superficie, el gas la sopla inmediatamente para evitar que la superficie se vuelva a contaminar y se oxide. Este método ayuda a mejorar la eficiencia de la limpieza y a garantizar la calidad de la superficie después de la limpieza.
El láser puede limpiar los siguientes materiales:
Óxidos y óxido férrico persistentes
Óxido férrico: El óxido de hierro en la superficie del acero es uno de los objetivos más eficaces para la limpieza con láser. Ya sea óxido en grandes barcos, estructuras de acero de puentes, maquinaria pesada o rodamientos y moldes de precisión, los láseres pueden eliminarlo eficazmente, restaurar el color original del metal y proporcionar una base perfecta para los tratamientos anticorrosión posteriores (como la pulverización y el galvanizado).
Capas de óxido de metales no ferrosos: La película de óxido en la superficie de las aleaciones de aluminio y la capa de óxido (puntos negros, óxido verde) en los materiales de cobre también se pueden eliminar con precisión, y se utilizan ampliamente en componentes aeroespaciales, disipadores de calor, componentes electrónicos y otros campos.
Manchas de aceite, grasa y residuos químicos
Todo tipo de contaminantes orgánicos como aceites lubricantes, fluidos de corte, aceites antioxidantes y huellas dactilares se descomponen y volatilizan rápidamente bajo la acción de los láseres. Esto es crucial para las superficies que requieren una limpieza absoluta, como piezas de motor, engranajes de precisión y obleas de semiconductores.
Diversos recubrimientos y capas de galvanizado
Pinturas y recubrimientos: Pintura vieja para revestimientos de aviones, pintura de barcos, recubrimientos para piezas de automóviles, revestimientos de paredes exteriores para edificios, etc. El láser puede desprenderse capa por capa o en su totalidad, con una eficiencia muy superior a la de la rectificación tradicional, y no hay peligro de polvo.
Capa de galvanizado/recubrimiento por pulverización térmica: Cuando se requiere la reparación local o la eliminación de recubrimientos deficientes (como cromo, níquel, zinc), el láser puede lograr una eliminación precisa y específica sin dañar el sustrato subyacente.
Recubrimientos de polímeros: como barniz aislante, recubrimientos de goma, etc.
Residuos de procesamiento de metales
Residuos de soldadura: la escoria de soldadura, las salpicaduras y el color del óxido (la capa de óxido coloreada después de la soldadura TIG/TIG) son los retos en el tratamiento posterior a la soldadura. La limpieza con láser puede eliminar instantáneamente estos defectos, mejorar la calidad y el aspecto estético de las soldaduras, y es una opción ideal para el tratamiento posterior de soldaduras de alta gama, como recipientes a presión y tuberías de instalaciones nucleares.
Agente desmoldeante/agente desmoldeante: El agente desmoldeante que queda en el molde o en la pieza de trabajo después del moldeo o la fundición puede eliminarse por completo con láser, lo que garantiza la calidad de los procesos posteriores (como el encolado y la pulverización).
Residuos de sinterización: En la metalurgia de polvos o en piezas metálicas impresas en 3D, eliminar las partículas de polvo metálico no fundidas.
Contaminantes particulados y accesorios:
El polvo, los depósitos de carbono, las partículas sueltas y otras sustancias que se adhieren a la superficie de los metales o no metales pueden limpiarse fácilmente con láser. Se utiliza a menudo para limpiar lentes ópticas, instrumentos de precisión y las superficies de las obras de arte.
Restauración de reliquias culturales
Para la protección de edificios históricos, esculturas y obras de arte, la limpieza con láser puede eliminar con precisión los depósitos de la superficie sin dañar el material de base, lo que la convierte en una herramienta importante para la conservación de reliquias culturales.
La limpieza con láser, este "borrador de luz" intangible, con sus características precisas, eficientes, respetuosas con el medio ambiente y no destructivas, está redefiniendo el concepto de "limpieza" de una manera sin precedentes. Desde el óxido industrial grueso hasta el delicado polvo de las reliquias culturales, desde la persistente pintura de la piel de los aviones hasta las precisas manchas de aceite de los componentes electrónicos, su todopoderosa capacidad de limpieza está transformando profundamente el rostro de numerosas industrias. Con el continuo avance de la tecnología y la constante optimización de los costes, la limpieza con láser está destinada a convertirse en una tecnología central indispensable en la fabricación de alta gama, el mantenimiento ecológico y la protección del patrimonio cultural, haciendo que "tan limpio como nuevo" sea una realidad de una manera más inteligente y sostenible.