Was ist Laserreinigung?
Eine schonende, kosteneffiziente und umweltfreundliche Alternative!
Was ist Laserreinigung?
Eine schonende, kosteneffiziente und umweltfreundliche Alternative!
Funktionsweise:
- Die Oberflächenschicht wird verdampft (Sublimationsabtrag)
- Die Oberflächenschicht wird durch wärmeinduziertem Druck entfernt (hohe Temperaturunterschiede im Inneren des Materials erzeugen hohe Spannungen, die eine Zerstörung der Grenzschicht verursachen)
Sehr starke und kurze Pulse der Laserstrahlung (bis zu 450 kW Spitzenleistung) haben eine minimale thermische Wirkung auf das gereinigte Werkstück.
Wenn die Parameter des Reinigungslasers korrekt eingestellt sind, wird die darunterliegende Oberfläche in keiner Weise beschädigt.
Die Laserreinigung ist daher sehr schonend für das zu reinigende Material.
Funktionsweise:
Bei der Laserreinigung werden zwei laserphysikalische Effekte genutzt:
- Die Oberflächenschicht wird verdampft (Sublimationsabtrag)
- Die Oberflächenschicht wird durch wärmeinduziertem Druck entfernt (hohe Temperaturunterschiede im Inneren des Materials erzeugen hohe Spannungen, die eine Zerstörung der Grenzschicht verursachen)
Sehr starke und kurze Pulse der Laserstrahlung (bis zu 450 kW Spitzenleistung) haben eine minimale thermische Wirkung auf das gereinigte Werkstück.
Wenn die Parameter des Reinigungslasers korrekt eingestellt sind, wird die darunterliegende Oberfläche in keiner Weise beschädigt.
Die Laserreinigung ist daher sehr schonend für das zu reinigende Material.
Konkurrenz-Abgleich
Die Laserreinigung bietet zahlreiche Vorteile gegenüber traditionellen Verfahren. Es werden keine Lösungsmittel verwendet, und es gibt kein Strahlgut, dass gehandhabt und entsorgt werden muss.
- Keine Verwendung abrasiver Materialien – somit keine Probleme bei der Abtrennung und Entsorgung von Verunreinigungen
- Ohne Lösungsmittel – chemikalienfreies und umweltfreundliches Verfahren
Im Vergleich zu anderen Verfahren, die weniger detailliert sind und häufig manuell durchgeführt werden, ist die Laserreinigung kontrollierbar und kann bei Bedarf nur auf bestimmte Bereiche eines Bauteils angewendet werden.
- Räumlich selektiv – Reinigung nur des benötigten Bereichs, Zeit- und Kostenersparnis durch weglassen nicht relevanter Flächen
- Berührungsloser Prozess – gleichbleibende Oberflächenqualität/ Bauteilgüte
Des Weiteren lässt sich der Prozess leicht automatisieren, um die Produktivität zu maximieren, bietet die garantierte Wiederholbarkeit, die von einer wachsenden Zahl von Qualitätsstandards gefordert wird.
- Erreichen hoher Prozessgeschwindigkeiten und homogener Ergebnisse
| Druckluftstrahlen (Abrasiv) | Laserreinigung (Ablativ) |
| mechanische Bauteil Einwirkung | Energieeinwirkung auf Grenzschicht |
| Strahlmittel sammeln | Strahlmittel entfällt |
| Strahlmittel trennen | Zeiteffizient |
| Strahlmittel entsorgen | Geringer Wärmeeintrag auf Bauteil |
| Schwer automatisierbar | Leicht automatisierbar |
| Hoher Lärmpegel | Mittlerer Lärmpegel |
| Stationär (im Regelfall) | Mobil |
| Veränderte Oberflächenbeschaffenheit | Oberflächengüte bleibt unverändert |
| Komplettes Bauteil/Oberfläche | Räumlich selektiv |
| Hoher Zeitaufwand für Bauteil/Werkstück-Vorbereitung bei sensiblen/genauen Flächen | Vorbereitungszeit entfällt da Ablatives Verfahren |
Während die Reinigung einfach und effektiv ist, liegen die Kosten und Aufwand in der Sammlung und Entsorgung des Strahlmittels. Diese müssen oft von den Farbresten getrennt werden, was zu einem großen Aufwand führt. Des Weiteren ist der Prozess nur schwer automatisierbar.
Faserlaser beseitigen das Strahlmittelproblem. Sie bieten einen kontrollierten Prozess, der nicht versehentlich eine Oberfläche durch übermäßigen Abtrag beschädigt. Hierdurch können auch dünne und Verbundmaterialien eingesetzt werden, die durch den Aufprall der Partikel beschädigt würden. Die Faserlaser-Reinigung ist immer konstant und kann durch die Wahl geeigneter Laserparameter an die Auftragsgröße/Bedingungen angepasst werden.
| Trockeneisreinigung (Abrasiv) | Laserreinigung (Ablativ) |
| mechanische Bauteil Einwirkung | Energieeinwirkung auf Grenzschicht |
| Umweltfaktor (Trockeneisgewinnung) | Umwandlung Elektrischer- in Licht-Energie |
| Veränderte Oberflächenbeschaffenheit | Oberflächengüte bleibt unverändert |
| Komplettes Bauteil/Oberfläche | Räumlich selektiv |
| Hoher Zeitaufwand für Bauteil/Werkstück-Vorbereitung bei sensiblen/genauen Flächen | Vorbereitungszeit entfällt da Ablativ |
Die Trockeneisreinigung hat ähnliche Eigenschaften wie das Druckluftstrahlen mit festem Strahlmittel, jedoch ohne die Probleme der Rückgewinnung und Entsorgung des Strahlmittels. Aufgrund der entstehenden Thermospannung und der Geschwindigkeit mit denen das Trockeneis auf die Oberfläche trifft löst sich die zu entfernende Schicht vom Grundmaterial.
Mit dem Faserlaser lassen sich sehr feine Schichten reinigen. Zudem ist der Prozess sehr geräuscharm was ein geringes Risiko von Gehörschäden für den Bediener birgt, stellt keine besonderen Anforderungen an die Belüftung und lässt sich beim Umgang mit kleinen Teilen leichter kontrollieren.
| Chemische Reinigung | Laserreinigung (Ablativ) |
| Hoher Ressourcenaufwand (Wasser/Chemie) | Ressourcenarmer betrieb (Strom) |
| Kostspielige Chemikalienentsorgung | Ökonomisch & ökologisch |
| Komplettes Bauteil/Oberfläche | Räumlich selektiv |
| Hoher Zeitaufwand für Bauteil/Werkstück-Vorbereitung bei sensiblen/genauen Flächen | Geschlossener/Restloser Prozess |
| Stationär (im Regelfall) | Mobil |
Die chemische Reinigung ist gut geeignet für ganze Bauteile und daher schwer für einen spezifischen Bereich einsetzbar. Die Entsorgung der Chemikalien ist aufgrund der behördlichen Kontrollen eine zunehmend schwierige und kostspielige Herausforderung.
Faserlaser können selektiv eingesetzt werden. Da keine Chemikalien abgebaut werden müssen, ist die Qualität konstant, und es gibt keine Probleme bei der Entsorgung chemischer Lösungsmittel. Da keine Trocknungszeit erforderlich ist, sind die Teile sofort verfügbar.
| Thermische Reinigung (Pyrolyse) | Laserreinigung (Ablativ) |
| Hoher Zeitaufwand (Thermische Zyklen) | Geschlossener/Restloser Prozess |
Hoher Wärmeeintrag auf Bauteil (K.O. Kriterium div. Bauteile) | Sehr geringer Wärmeeintrag auf Bauteil (Breites Anwendungsgebiet) |
| Hoher Energieaufwand | Sehr geringer Energieaufwand |
| Stationär (im Regelfall) | Mobil |
| Komplettes Bauteil/Oberfläche | Räumlich selektiv |
Die thermische Reinigung wird häufig zur Entfernung organischer Verunreinigungen wie Polymere und Kunststoffe eingesetzt, wobei für die Anwendung oft übermäßige Hitze erforderlich ist.
Die Laserreinigung ist um einiges schneller. Es kann ein breiteres Spektrum von Materialien, einschließlich Metallen, entfernt werden, und die Temperatur des zu reinigenden Bauteils bleibt niedriger, mit geringerer Wahrscheinlichkeit von Rissen oder Verformungen. Die Laserreinigung ist energieeffizienter, und die Teile sind sofort verfügbar.
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Reinigung von Bauteilen, Komponenten und industriellen Oberflächen mit LASER-Technologie
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