Поскольку глобальная декарбонизация и интеллектуальное производство продолжают ускоряться, производственные мощности расширяются в области литий-ионных аккумуляторов, двигателей электромобилей, солнечной энергии и энергии ветра. В то же время производители требуют более высоких стандартов от процессов подготовки поверхности: большей точности, стабильного качества, простой автоматизации и минимального воздействия как на основу, так и на окружающую среду.
Обычные методы, такие как химическое травление, абразивно-струйная очистка и ручное шлифование, остаются полезными в некоторых случаях. Однако они также могут включать в себя химические сточные воды, расходные материалы, выбросы пыли, нестабильные результаты и риск повреждения заготовки. При таких важных операциях, как сварка, склеивание и нанесение покрытий, даже небольшое количество масла, оксидов, пыли или остатков покрытия может повлиять на качество последующей обработки.
KINGSLASER предоставляетимпульсные и непрерывные-системы лазерной очисткидля производства новой энергии. Выбирая соответствующую мощность лазера, ширину импульса, скорость сканирования, размер пятна и коэффициент перекрытия, лазерная очистка позволяет избирательно удалять загрязнения, оксидные слои, краску и другие покрытия.
Являясь бесконтактным процессом, лазерная очистка обычно не требует использования химических чистящих средств, использует мало расходных материалов и может быть интегрирована с роботами, конвейерами, системами технического зрения и автоматизированными производственными линиями.
1. Лазерная очистка при производстве аккумуляторов
Производство аккумуляторов требует строгого контроля чистоты поверхности и постоянства технологического процесса. Масло, оксиды, частицы и остатки покрытия на металлических компонентах могут снизить надежность процессов сварки, нанесения покрытий и склеивания.
Лазерная очистка может применяться на нескольких этапах производства аккумуляторов.
Предварительная обработка электродов и металлической фольги
Проверенные параметры лазера с низким-тепловым-входом можно использовать для удаления локализованного масла, оксидов и производственных остатков с медной фольги, алюминиевой фольги и связанных с ними металлических компонентов перед нанесением покрытия, сваркой или склеиванием.
По сравнению с влажной химической очисткой, лазерная очистка позволяет сократить использование химических веществ и образование жидких отходов. Он также подходит для поточной обработки и автоматизированного производства.
Поскольку тонкая металлическая фольга очень чувствительна к нагреву, важно провести тестирование образцов. Параметры очистки должны быть тщательно проверены, чтобы предотвратить абляцию поверхности, деформацию или неприемлемые изменения шероховатости поверхности.
Для тонкой фольги и других деталей,-чувствительных к теплу, импульсная лазерная очистительная машина обычно более подходит, чем мощная система непрерывной-волновой обработки, поскольку она обеспечивает больший контроль над подводом тепла.
Очистка клемм аккумуляторной батареи, шин и разъемов перед сваркой
На медных и алюминиевых поверхностях могут образовываться оксидные слои или загрязняться во время хранения, обращения и производства. Если эти загрязнения не удалить перед сваркой, они могут привести к пористости, разбрызгиванию, несплавлению, нестабильному электрическому сопротивлению и непостоянной прочности соединения.
Лазерная очистка позволяет удалить оксидные пленки и загрязнения с выводов аккумулятора, шин, клемм и разъемов перед лазерной сваркой, ультразвуковой сваркой или другими процессами соединения.
Контролируемый процесс лазерной очистки может помочь:
- Повышение стабильности процесса сварки;
- Уменьшите количество дефектов сварки,-связанных с загрязнением;
- Улучшите согласованность электрического сопротивления контакта;
- Повысить надежность соединений аккумуляторных модулей;
- Поддержка автоматизированного и отслеживаемого производства.
Фактическое улучшение зависит от состояния материала, типа загрязнения, метода сварки и контроля производства. Поэтому процесс должен быть проверен с помощью испытаний на растяжение, анализа поперечного- сечения, измерения электрического сопротивления и данных о производственных возможностях.
Для получения дополнительной информации о последующих процессах присоединения прочитайте наше руководство поПроцесс лазерной сварки медных и алюминиевых шин.
Очистка аккумуляторного отсека и корпуса
Алюминиевые аккумуляторные лотки, корпуса и конструктивные элементы часто требуют подготовки поверхности перед сваркой, герметизацией, нанесением покрытия или клеевым соединением.
Лазерную чистку можно использовать для:
- Удаление масла и оксидов перед сваркой;
- Очистка сварных швов и термически-участков после сварки;
- Удаление локализованных остатков сварки и обесцвечивания оксидов;
- Очистка отверстий под болты, уплотнительных канавок и мест склеивания;
- Подготовка поверхностей перед нанесением покрытия или клея.
В сочетании с промышленными роботами и машинным зрением лазерная очистка может автоматически повторять сложную геометрию компонентов и обрабатывать только определенные области. Это делает его пригодным для производства-больших объемов аккумуляторных батарей и корпусов.
Для прецизионной очистки алюминиевых деталей KINGSLASER предлагаетМашины для очистки импульсным волоконным лазером мощностью 200 ВтиИмпульсные лазерные системы очистки мощностью 300 Вт.который также может быть интегрирован с роботизированным оборудованием.
Ремонт и утилизация аккумуляторов
Лазерная технология также может поддерживать некоторые процессы ремонта и переработки аккумуляторов.
После безопасной разрядки, демонтажа и проверки аккумулятора можно использовать лазерную обработку для удаления локализованных покрытий корпуса, этикеток, остатков клея, герметиков или материалов вокруг сварных соединений. Это может помочь в последующем демонтаже, сортировке и восстановлении материалов.
Однако процесс должен быть разработан с учетом конкретного типа элемента, состава покрытия, материала корпуса и метода переработки. Лазерная очистка не заменяет необходимые процедуры безопасности при обращении с поврежденными батареями или батареями с истекшим сроком--срока службы.
2. Лазерная очистка шпилек и компонентов двигателей электромобилей.
Внедрение платформ электромобилей на 800 В и двигателей со шпильковой обмоткой увеличило спрос на точную обработку эмалированных медных проводов, статоров, роторов, магнитов и корпусов двигателей.
Традиционная химическая очистка требует тщательного обращения с химическими веществами и остатками. Механическая зачистка может поцарапать, деформировать или снизить точность размеров медного проводника.
Лазерная обработка представляет собой контролируемую альтернативу для ряда применений в производстве двигателей.
Лазерная зачистка шпильки для проводов
Перед сваркой или электрическим подключением изолирующую эмаль на конце каждой шпильки необходимо полностью и последовательно удалить.
Лазерная зачистка может обеспечить:
- Точно контролируемая длина зачистки;
- Выборочное удаление изоляционного слоя;
- Минимальные механические нагрузки на медный проводник;
- Стабильные результаты для автоматизированного производства;
- Простая интеграция с линиями-формования проволоки и сварочными линиями.
Скорость обработки зависит от химического состава изоляции, толщины покрытия, размеров проводника и требуемого остаточного уровня.
Управляя энергией импульса, траекторией сканирования, положением фокуса и -по-удалением слоев, можно свести к минимуму тепловое воздействие на медную подложку. Перед массовым производством производители должны проверить размеры проводников, электрическое сопротивление, остатки на поверхности, прочность сварного шва и границы изоляции.
КИНГСЛАЗЕРимпульсные лазерные системы очисткидоступны в различных конфигурациях мощности и энергии импульса-для прецизионного нанесения покрытий и удаления оксидов.
Удаление покрытия статора и ротора
Лазерная очистка позволяет выборочно удалить изолирующие покрытия с определенных участков статоров и роторов, сохраняя при этом окружающие области неповрежденными.
Зоной обработки можно точно управлять с помощью программного обеспечения и автоматизированных систем движения. Это снижает риск неконтролируемого механического удаления и помогает поддерживать стабильное качество продукции.
Для компонентов из ламинированной электротехнической стали параметры должны быть тщательно разработаны, чтобы предотвратить повреждение подложки или нежелательное удаление изоляции между пластинами.
Магнит и склеивание-Подготовка поверхности
Масло, ржавчина, пыль и производственные остатки на магнитах, валах, корпусах и местах соединения могут снизить прочность клея.
Лазерная очистка может подготовить эти поверхности перед склеиванием путем удаления загрязнений и, при необходимости, изменения состояния поверхности. Чистая и равномерная поверхность склеивания помогает повысить надежность соединения и долгосрочную-стабильность узлов двигателя.
Очистка корпуса двигателя
Лазерную очистку также можно использовать на корпусах двигателей перед сваркой, склеиванием, герметизацией, нанесением покрытия или ремонтом.
Роботизированные лазерные системы могут автоматически обрабатывать заданные сварочные швы, уплотняемые поверхности и области клеевого-склеивания, сохраняя при этом постоянный путь очистки и время цикла.
3. Лазерная очистка в солнечной промышленности
В солнечной промышленности лазерная очистка особенно подходит для проверенных процессов производства,-обслуживания оборудования и переработки.
Типичные области применения включают в себя:
- Удаление масла, оксидов и остатков с металлических каркасов;
- Очистка сварных деталей перед соединением или нанесением покрытия;
- Подготовка локализованных мест склеивания и герметизации;
- Очистка производственных инструментов, приспособлений и оборудования;
- Выборочное удаление покрытий или герметиков при переработке модулей;
- Поддержка демонтажа отработавших--солнечных компонентов.
Очистка оборудования и приспособлений для производства солнечных батарей
Остатки клеев, покрытий, технологических материалов и окисления могут накапливаться на производственном оборудовании, приспособлениях и металлических компонентах.
Лазерная очистка позволяет удалить эти отложения без попадания воды или химических чистящих средств в производственную зону. Автоматизированные лазерные системы также можно интегрировать в рабочие процессы технического обслуживания или производства.
Для небольших приспособлений, чувствительных компонентов и локализованных остатковпортативная импульсная лазерная чистящая машинапредоставляет гибкий вариант заводского обслуживания.
Переработка солнечных модулей
При переработке солнечных модулей с истекшим--сроком эксплуатации можно использовать лазерную обработку для выборочного удаления определенных покрытий, герметиков, клеев или материалов нижнего слоя.
Целью является поддержка разделения материалов и повышение эффективности последующих процессов восстановления. Поскольку структуры модулей и составы материалов различаются, каждое применение требует выборочного тестирования и проверки процесса.
Важные соображения по эксплуатации солнечных модулей
Для регулярного удаления пыли, почвы или птичьего помета с работающих фотоэлектрических модулей обычно чаще используются системы на водной основе, мягкие щетки и специализированные роботы-уборщики.
Любой предлагаемый процесс лазерной очистки должен быть тщательно протестирован на предмет защитного стекла, антибликового покрытия, герметика и загрязняющих веществ. Без соответствующей проверки и мониторинга чрезмерная энергия лазера может повредить покрытие, создать локальное тепловое напряжение или снизить оптические характеристики.
По этой причине лазерную очистку не следует применять непосредственно к работающим фотоэлектрическим модулям без испытаний материалов и проверенного технологического окна.
4. Лазерная очистка при производстве и обслуживании ветроэнергетических установок
Башни ветряных турбин, ступицы, конструкции гондол, фланцы и некоторые участки ремонта лопастей требуют удаления ржавчины, удаления краски, предварительной -очистки сварных швов и подготовки поверхности к склеиванию-.
Ручные и роботизированные системы лазерной очистки можно использовать для:
- Локальное удаление ржавчины и краски с секций башни;
- Зачистка сварных швов перед сваркой или ремонтом;
- Удаление покрытий с зон осмотра и обслуживания;
- Очистка торцов фланцев, болтовых соединений и уплотнительных поверхностей;
- Подготовка локализованных поверхностей перед перекраской;
- Удаление остатков клея или покрытия при ремонте лезвия;
- Очистка металлических деталей при обслуживании ветряных турбин.
Очистка башни ветряных турбин
Большие секции башни ветряных турбин обычно обрабатываются абразивоструйной обработкой или механическими методами. Лазерная очистка может быть особенно полезна для участков локального ремонта, сварных швов, поверхностей фланцев и мест, где необходимо свести к минимуму использование абразивных материалов.
A портативная машина для лазерной очисткиподходит для локализованного обслуживания, в то время какАппарат непрерывной-лазерной очистки мощностью 3000 Втможет обеспечить более высокую скорость снятия крупных стальных компонентов.
Для требовательных-приложений KINGSLASER также предлагаетМашина для очистки волоконным лазером CW мощностью 6000 Втс максимальной шириной сканирования до 500 мм.
Для больших площадей с толстой краской или сильной коррозией производители должны сравнить скорость удаления, энергопотребление, требования к удалению, условия на месте и общие эксплуатационные расходы с традиционными методами струйной очистки.
Ремонт лопастей ветряных турбин
Лопасти ветряных турбин изготавливаются из композитных материалов, которые могут быть чувствительны к нагреву и чрезмерному энергозатратам.
Лазерную обработку можно рассмотреть для локального удаления покрытия или клея во время ремонта, но параметры должны быть проверены для конкретной структуры композита. Тестирование образцов необходимо для того, чтобы убедиться в том, что волокна, смола и лежащий под ним ламинат не повреждены.
5. Преимущества лазерной очистки для производства новой энергии
Снижение использования химикатов и расходных материалов
Лазерная очистка обычно не требует использования кислот, щелочей или органических растворителей. Это может снизить требования к покупке, хранению, обращению и утилизации, связанные с химическими чистящими средствами.
В отличие от абразивоструйной очистки, лазерная очистка не требует постоянной подачи абразивоструйных материалов.
Однако удаленные загрязнения не исчезают просто так. Подходящие системы удаления, фильтрации и сбора дыма должны быть установлены в соответствии с составом загрязняющих веществ, данными по безопасности материалов и местными нормами.
Точная и контролируемая обработка
Параметры лазера и пути сканирования можно регулировать в зависимости от подложки и слоя загрязнения. Это дает возможность обрабатывать выбранные участки без механического контакта с заготовкой.
Этот процесс особенно полезен для:
- Локализованное удаление оксидов;
- Прецизионное удаление краски и покрытий;
- Предварительная-подготовка поверхности сварного шва;
- Клеевая-подготовка к склеиванию;
- Очистка деталей сложной геометрии;
- Приложения, требующие повторяемости границ обработки.
Для чувствительных материалов, таких как алюминиевая фольга, тонкие медные проводники, компоненты с покрытием и композиты, по-прежнему необходимы предварительные испытания и-оконные проверки процесса.
Простая интеграция с автоматизированными производственными линиями
Оборудование для лазерной очистки может быть интегрировано с:
- Промышленные роботы;
- системы управления ПЛК;
- Конвейеры и линии передачи;
- Системы машинного зрения и позиционирования;
- Отслеживаемость штрих-кодов и QR-кодов;
- Системы дымоудаления;
- Системы управления производством.
Параметры процесса для различных продуктов можно сохранить в виде рецептов. Операторы могут выбирать соответствующую программу во время смены продукта, что сокращает время настройки и повышает стабильность производства.
Стабильные и отслеживаемые результаты
По сравнению с ручной шлифовкой или щеткой, автоматическая лазерная очистка обеспечивает больший контроль над параметрами обработки, маршрутами очистки и временем цикла.
Производственные данные также можно записывать и привязывать к отдельным заготовкам, обеспечивая прослеживаемость для контроля качества и улучшения процесса.
6. Типы машин для лазерной очистки и выбор мощности
KINGSLASER предлагает различные конфигурации лазерной очистки для точной обработки, промышленного обслуживания и автоматизированного производства.
Системы импульсной лазерной очистки мощностью 100–500 Вт
Импульсные лазерные очистительные машины подходят для:
- Прецизионное удаление оксидов;
- Очистка от масла и остатков;
- Зачистка шпильки;
- Локальное удаление покрытия;
- Очистка пресс-форм и оснастки;
- Тепло-чувствительные компоненты;
- Области применения, требующие большего контроля над воздействием на подложку.
Для портативных прецизионных работ можно использовать импульсный волоконный лазерный очиститель мощностью 200 Вт, сочетающий в себе источник лазера с воздушным-охлаждением и легкую портативную чистящую головку.
Системы непрерывной-лазерной очистки мощностью 1000–6 000 Вт
Машины непрерывной-лазерной очистки подходят для:
- Удаление ржавчины-на большой площади;
- Удаление краски и покрытий;
- Очистка аккумуляторного лотка, если это позволяют подложка и технологический процесс;
- Обслуживание металлоконструкций;
- Очистка башни ветряных турбин;
- Области применения, требующие высокой скорости-съема материала.
Ручные системы лазерной очистки
Портативные системы подходят для:
- Гибкое производство;
- Несколько типов заготовок;
- Ремонт и обслуживание;
- Небольшая-пакетная обработка;
- Уборка-объекта;
- Компоненты, которые сложно загрузить на стационарную рабочую станцию.
Автоматизированные рабочие станции лазерной очистки
Автоматизированные системы подходят для:
- Крупносерийное-производство;
- Фиксированные и повторяемые заготовки;
- Короткое и стабильное время цикла;
- Роботизированное управление траекторией;
- Обработка, управляемая концепцией-;
- Регистрация и отслеживание производственных данных.
Сама по себе мощность лазера не определяет правильное оборудование. Необходимо учитывать тип и толщину загрязнения, материал подложки, ширину очистки, требуемое качество поверхности, продолжительность производственного цикла, требования безопасности и уровень автоматизации.
Подробное сравнение систем импульсной и непрерывной-волновой обработки можно найти в нашем Руководстве для покупателя оборудования для лазерной очистки.
7. Как выбрать правильный раствор для очистки лазера
Прежде чем выбрать машину для лазерной очистки, производители должны предоставить следующую информацию:
- Материал заготовки, размеры и состояние поверхности;
- Тип масла, оксида, краски, изоляции, клея или остатков, которые необходимо удалить;
- Толщина и консистенция слоя загрязнения;
- Требуемая чистота, шероховатость поверхности и допустимый остаток;
- Эффективная площадь очистки и ширина очистки;
- Целевое время цикла и ежедневный объем производства;
- Требования к ручному, полу-автоматическому или полностью автоматизированному производству;
- Требования к роботам, системам технического зрения, конвейерам и интеграции MES;
- Требования к вытяжке и фильтрации дыма;
- Примеры-процедур тестирования и стандартов приемки.
Тестирование образцов — один из наиболее важных этапов разработки процесса лазерной очистки. Это помогает определить подходящий тип лазера, уровень мощности, параметры сканирования, скорость обработки и конфигурацию автоматизации.
Если вы все еще сравниваете уровни мощности и конфигурации машин, см. наше руководство по ответам.18 распространенных вопросов о выборе аппарата для лазерной чистки.
Заключение
Лазерная очистка становится важной технологией подготовки поверхностей для новой энергетической отрасли — от разъемов аккумуляторов и алюминиевых лотков до шпильковых двигателей, оборудования для производства солнечной энергии и конструкций ветряных турбин.
Он не заменяет все традиционные методы очистки. Тем не менее, он предлагает явные преимущества в приложениях, требующих локализованной точности, снижения использования химикатов, автоматизированной обработки и стабильного качества.
KINGSLASER предоставляетмашины для лазерной очистки, портативные системы, роботизированные решения для уборки и индивидуальные автоматизированные рабочие станции.
В зависимости от материала заготовки, слоя загрязнения, производственного цикла и требований к автоматизации наша техническая группа может предоставить:
- Образцы тестов очистки;
- Разработка параметров процесса;
- Выбор лазерного источника и оборудования;
- Интеграция роботов и производственных-линий;
- Конфигурация удаления дыма;
- Индивидуальные рабочие станции лазерной очистки.
Связаться с КИНГСЛАЗЕРи отправьте нам фотографии заготовок, информацию о материале, типе и толщине загрязнения, требуемом результате очистки и целевой производственной мощности. Наша техническая команда оценит вашу заявку и порекомендует подходящее решение для лазерной очистки.