Непрерывная и импульсная лазерная очистка — это методы удаления загрязнений лазером: первая работает постоянным лучом и подходит для больших площадей, вторая очищает короткими импульсами, обеспечивая высокую точность и минимальный нагрев поверхности.
В этой статье мы сравним эти типы и расскажем, под какие задачи подходит каждый из них. А в конце дадим чек-лист для выбора аппарата лазерной очистки под ваши задачи.
Что такое импульсная лазерная очистка
Импульсная лазерная очистка — это метод удаления загрязнений, основанный на подаче лазерного излучения короткими, мощными вспышками вместо непрерывного потока.
Такой подход принципиально отличается от работы непрерывных лазеров и открывает новые возможности для работы с чувствительными материалами, где критически важен контроль температурного воздействия.
Разберемся, как устроена эта технология и в каких случаях она становится оптимальным решением.
Принцип работы
Источники этого типа излучают лазер короткими импульсами: из-за пауз лазер приобретает пиковую мощность и может эффективнее воздействовать на материал, при этом не перегревая его благодаря постоянно прерывающемуся потоку энергии.
Процесс, с помощью которого импульсный лазер очищает поверхность, называется абляцией. Абляция возникает, когда:
- Луч с большой пиковой мощностью направляется на материал.
- Материал поглощает мощность, из-за чего появляется тепловое расширение, создающее ударные волны на поверхности.
- Волны начинают разрушать материал.
В результате, импульсная лазерная очистка быстро воздействует на загрязнение и убирает его до того, как основной материал под ним успевает нагреться.
Есть несколько технологий для генерации импульсного излучения, но для очистки чаще всего используется MOPA-генерация
Одномодовый или многомодовый
- Одномодовый
Качество луча у такого лазера высокое, и показатель M² почти равен 1. Это означает, что пятно у этого лазера малого размера и почти приближено к “идеальному” значению. Благодаря этому энергия концентрируется на небольшой территории. Но при этом сам источник выдаёт меньшую выходную мощность, чем многомодовый.
Одномодовый импульсный лазер имеет заострённую форму, как стрела. Такой вид распределения энергии называется гауссовым
Гауссовый лазер хорошо подходит для снятия ржавчины и других загрязнений, что уходят вглубь материала.
- Многомодовый
Размер пятна у подобного лазера больше, и само оно имеет не гауссову форму. Энергия распределяется равномерно, и в итоге луч имеет форму плоскости.
Воздействие на материал у подобного луча более мягкое. Но выходная мощность высокая.
Всё это делает многомодовый импульсный лазер предпочтительным выбором при очистке толстых загрязнений или больших по площади, так как у него шире лазерное пятно с равномерным распределением энергии.
Особенности
- Минимальное термическое воздействие. Импульсная технология подачи лазера позволяет контролировать длительность импульсов и их пиковую мощность. Из-за этого у пользователя появляется точный контроль над тем термическим воздействием, что будет оказываться на материал.
- Высокая точность. Благодаря минимальной зоне нагрева, быстрой работе и тонкости лазера, импульсная лазерная очистка может убирать даже тонкие слои загрязнения без повреждения основного материала. Это важно при работе с деликатными поверхностями вроде дерева.
- Высокая стоимость. Пока что импульсные источники дороже из-за используемых для их создания технологий Q-switch и MOPA.
Применение
Из-за особенностей работы, импульсный лазер применяется для очистки деликатных поверхностей или в тех случаях, когда важна точность и аккуратность работы:
- Очистка двигателей или электроники в автомобилях;
- Снятие краски с поверхности;
- Очистка пресс-форм;
- Работа с музейными экспонатами, уличными памятниками;
- Очистка ювелирных изделий;
- Работа с деревом и другими материалами, чувствительными к термическому воздействию.
Что такое непрерывная лазерная очистка
Непрерывная лазерная очистка представляет собой технологию, где лазерный луч работает в режиме постоянного излучения — без пауз и импульсов. Это наиболее распространенный и традиционный подход к лазерной очистке, который зарекомендовал себя в задачах, требующих высокой производительности и работы с устойчивыми к нагреву материалами.
Рассмотрим, как функционирует этот метод и где его применение наиболее оправдано.
Принцип работы
Непрерывные или постоянные лазеры имеют такое название потому, что генерируют излучение с фиксированной мощностью без перерыва.
Процесс очистки поверхности у этого типа лазера проще, чем у импульсного: загрязнение сильно нагревается постоянным тепловым воздействием и испаряется.
Особенности
- Высокая мощность и скорость. Непрерывный лазер может быстро и эффективно очищать большие поверхности благодаря большой мощности.
- Постоянная глубина очистки. Постоянные лазеры равномерно удаляют ржавчину с материала, так как работают с не изменяющимися параметрами.
- Риск перегрева. Из-за подачи тепла без перерыва есть вероятность повредить или деформировать поверхность основного материала, в особенности тонких заготовок.
Применение
Непрерывная лазерная очистка выбирается в случаях, если ведётся работа с загрязнениями большого размера:
- очистка корпусов машин, судов;
- очистка стен, балок или полов в заводских помещениях;
- промышленная очистка кухонь в ресторанах;
- снятия нагара, следов нефтепродуктов.
Ещё один способ применения лазерной непрерывной очистки — это повышение адгезивной способности поверхности, так как этот тип лазера может сделать поверхность основного материала более шероховатой.
Примеры отличия импульсной от непрерывной на материалах
Завод Wattsan, дилером которого мы являемся, провёл тесты, чтобы показать, как именно эти два вида лазерных сварок влияют на материалы.
1. Ржавый металл
Непрерывный лазер может очень быстро очищать металлическую поверхность от ржавчины, в особенности тонкие слои. Единственное, нужно постоянно перемещать зону обработки, иначе из-за высокой мощности можно повредить заготовку.
Импульсная лазерная очистка же очищает медленнее, но оставляет после себя поверхность в идеальном состоянии.
Итого
- При очистке от ржавчины балок и прочих конструкций используйте непрерывный лазер;
- При очистке тонколистовых металлов используйте импульсный.
2. Окрашенный металл
1) Инженеры нанесли на металл краску на органической основе и очистили. Как можете увидеть, импульсная справилась с задачей куда аккуратнее и качественнее, оставляя после себя ровную, очищенную поверхность. Постоянная же привела к появлению полос на поверхности.
Помимо полноценности снятия загрязнения, у непрерывного лазеры была ещё одна проблема — количество тепла, что производит излучение, оказалось столь большое, что почти воспламенило слой краски.
2) Был проведён эксперимент с порошковой краской. Результат был такой же, как и с краской на органической основе: импульсная справилась с задачей лучше.
3. Бетон и кирпичи
Бетон и кирпичи являются пористыми материалами, в которые краска и другие покрытия могут проникать куда глубже.
Очищать эти материалы от загрязнений без повреждения структуры поверхности может только импульсная очистка. Непрерывный лазер же нагревает и удаляет не только краску, но и верхний слой материала.
По этой причине именно импульсную чистку приобретают для удаления граффити, нагара и тд. с памятников и улиц.
4. Пластики
На пластик была нанесена нитроэмаль. Непрерывное излучение перегрело поверхность, тогда как импульсная лазерная очистка аккуратно сняла загрязнение без повреждений основного материала.
5. Дерево
Для теста использовалось порошковое покрытие. Снять его без повреждения основы смогла импульсная лазерная очистка.
Однако, бывают случаи, когда аппарат с непрерывным лазером получалось настроить так, чтобы эффективно и аккуратно снимать покрытия с дерева. Но для этого нужно потратить очень много времени и сил.
6. Бумага
Так как бумага — это очень тонкий материал, то для работы с ней подойдёт только импульсная лазерная очистка. Она может снять с бумаги краску.
| Параметр | Импульсная лазерная очистка | Непрерывная лазерная очистка |
|---|---|---|
| Тип излучения | Короткие импульсы | Непрерывный луч |
| Воздействие на материал | Без нагрева | Термическое |
| Точность | Высокая (обработка неровных поверхностей, локальные маленькие участки) | Средняя (работа на ровных поверхностях, широкая зона обработки) |
| Скорость обработки | Средняя (0,5–3 м2/ч) | Высокая (зависит от источника; вплоть до 1 м2 в минуту) |
| Скорость сканирования | около 30.000 мм/сек | 20.000–40.000 мм/сек |
| Ширина сканирования (обработки) | 100–200 мм | 200–500 мм |
| Подходит для | Деликатных и сложных поверхностей | Крупных деталей, металлоконструкций |
| Стоимость оборудования | Выше (от 1.300.000 рублей и до 3.000.000 миллионов) | Ниже (от 700.000 до 1.000.000) |
*здесь представлены усреднённые значения; параметры зависят от конкретной модели и производителя
Как выбрать лазерную очистку
1. По типу материала
Как видно на примерах выше, выбор стоит начинать с определения материала, с которым вы будете работать больше всего. Так определится тип лазерного источника. Общие ориентиры:
- Дерево и производные из него, пластик, металлы с высокой проводимостью тепла (алюминий, медь, серебро) → импульсная лазерная очистка.
- Металлы с низкой теплопроводностью (сталь, чугун, железо) → непрерывная очистка
2. По требуемому эффекту
- Точная очистка с минимальным эффектом на основную поверхность → импульсная.
- Быстрая очистка больших поверхностей → непрерывная.
3. По задачам
- Реставрация или работа с памятниками, работа с чувствительными к нагреву материалами → импульсная лазерная очистка.
- Подготовка к окраске, сварке или очистка производственных помещений → непрерывная очистка.
4. По бюджету и универсальности
- Аппараты импульсной очистки дороже, но они позволяют работать с более широким спектром материалов.
- Непрерывные чистки имеют более доступную цену, но применяются преимущественно для очистки только металлов.
Импульсная лазерная очистка Wattsan PA 200 Вт
Высокоточная лазерная система для эффективного удаления ржавчины, покрытий и загрязнений без повреждения материала — профессиональное решение для промышленной очистки металла и других поверхностей.
Аппарат лазерной очистки металла Wattsan CW Pro 2000 Вт
Профессиональная система непрерывной лазерной очистки. Удаляет ржавчину, окалину, краску, нагар и органические загрязнения, включая сложные элементы и детали на месте эксплуатации.
Вывод
Импульсная лазерная очистка использует короткие, высокомощные импульсы для абляции загрязнения без вреда для материала. Он используется, когда нужна точная и бережная очистка. Также он может работать с разными типами поверхностей.
Непрерывный лазер использует постоянное излучение, чтобы убрать загрязнение путём его испарения. Он используется для быстрой и эффективной очистки больших поверхностей; работает в основном с металлами.
Если вам требуется помощь в выборе такого оборудования — оставьте заявку на нашем сайте или позвоните по номеру 8 (800) 777-17-87. Наши специалисты с удовольствием ответят на все интересующие вас вопросы и помогу сделать правильный выбор.
Частые вопросы
-
Лазерная очистка или пескоструй: что лучше
Во-первых, пескоструй требует расходных материалов для работы, тогда как лазерному аппарату они не нужны.
Во-вторых, пескоструйный аппарат подойдёт для очистки далеко не всех материалов: так как обработка производится абразивом, мягкая или деликатная поверхность может легко повредиться. Однако благодаря этому пескоструй предпочтительнее, если требуется очистка глубоко въевшейся коррозии.
-
Какие аппараты лазерной очистки лучше
Лазерная очистка выбирается сообразно задачам, так что нельзя сказать, что какой-то из её типов лучше.
-
Что может очищать импульсный аппарат лазерной очистки
Дерево и его производные, пластики, различные виды металлов.
-
Что может очищать непрерывный аппарат лазерной очистки
Этот тип в основном используется для работы с металлами из-за способа излучения лазера.