В процессе производства и эксплуатации поверхность металла может покрываться ржавчиной, оксидными и масляными пленками и прочими загрязнениями. Использование нержавеющих марок стали и специальных покрытий не решает проблему: эти материалы тоже со временем загрязняются, к тому же стоят достаточно дорого. Очистка продлевает срок службы металлических изделий, так как помогает избавиться от ржавчины и химических загрязнений, но применяется также для снятия старого покрытия, подготовки поверхности к полировке и другим видам обработки.
Есть много способов очистки металла: абразивный, дробеметный и дробеструйный, химический, пескоструйный, углекислотный и лазерный. Далее мы сравним эти технологии, разберем их плюсы и минусы.
Абразивная очистка
Это всем известная обработка поверхности наждачной бумагой и абразивным кругом. Суть заключается в механическом удалении загрязнений с помощью абразивных частиц различной фракции — от 4 мкм до 1 мм.
Преимущества метода:
- дешевизна;
- простота в применении;
- не требует наличия сложного оборудования.
Недостатки метода:
- сложность автоматизации и связанные с этим значительные трудозатраты;
- сложность прецизионной обработки — потребуется много времени и жесткий контроль за процессом;
- требуются расходники, при этом качественный абразив мелкой фракции не такой уж дешевый;
- детали нуждаются в дополнительной очистке после обработки.
Абразивная очистка используется для обработки малоответственных деталей, где не требуется высокое качество поверхности. В настоящее время почти вытеснен из крупного производства другими, более прогрессивными методами.
Дробеметная очистка
Этот способ является разновидностью абразивной очистки. Принцип работы заключается в подаче колотой дроби на обрабатываемую поверхность посредством дробеметной турбины. Получившаяся воздушно-абразивная струя снимает ржавчину, старую краску, окалину и другие подобные загрязнения с поверхности металла.
Преимущества метода:
- высокая степень автоматизации;
- быстрая очистка и отличная производительность;
- улучшение адгезионных свойств поверхности — лакокрасочные и защитные покрытия ложатся лучше и держатся дольше;
- экономичность — дешевые расходные материалы можно использовать многократно.
Недостатки метода:
- ограничение размера обрабатываемых деталей — они должны помещаться в камеру дробеметной установки;
- невозможность удалить загрязнения из труднодоступных мест, таких как пазы или полости внутри деталей;
- дробь не может полностью убрать с поверхности такие загрязнения, как жирные пятна и пленки.
Дробеструйная очистка
Метод похож на предыдущий, но здесь дробь подается с помощью сжатого воздуха под большим давлением. Благодаря этому установка буквально «сдирает» старые покрытия, ржавчину, окалину, полимеризованные масла, остатки формовочных смесей. Главное преимущество этого вида обработки — возможность использования для больших площадей и крупногабаритных изделий. Также у него есть и другие существенные плюсы:
- равномерность очистки — не оставляет «островков» загрязнений;
- шероховатость поверхности дает лучшее сцепление с лакокрасочными и защитными покрытиями;
- изделия служат дольше благодаря поверхностному упрочнению металла после обработки;
- можно очищать труднодоступные места и внутреннюю поверхность деталей, например, труб и емкостей;
- возможность использовать дробь многократно;
- возможность проводить работы не только в цехах, но и на открытом воздухе, например, на строительных объектах с помощью переносных, транспортируемых аппаратов;
- простота технологического процесса.
У этого способа есть и минусы:
- подходит в основном для крупногабаритных конструкций;
- требует строгого соблюдения техники безопасности и использования специальной формы;
- отличается средней производительностью из-за низкой автоматизации процесса;
- высокий уровень шума во время работы агрегата.
Пескоструйная очистка
Метод также является абразивным, только в качестве «чистящего средства» используется песок. Материал подается с помощью сжатого воздуха под повышенным давлением, в результате загрязнения удаляются механическим способом. Основные преимущества технологии:
- доступность — песок стоит недорого и его можно приобретать в больших объемах;
- высокая скорость очистки;
- простота конструкции и низкая стоимость обслуживания пескоструйных аппаратов;
- не требует больших физических затрат от оператора;
- удобство применения, существуют как стационарные, так и ручные модели;
- подходит для очистки крупногабаритных конструкций.
К минусам относится:
- невозможность прецизионной обработки;
- большое количество грязного песка после завершения очистки;
- пескоструйные установки отличаются сравнительно низкой степенью автоматизации;
- не подходят для очистки твердосплавных и ценных изделий.
Углекислотная очистка (криобластинг)
В углекислотных аппаратах в качестве абразива используются кристаллы сухого льда. Метод эффективен благодаря:
- комбинированному воздействию на обрабатываемую деталь: холод (температура до -79°C), микровзрывам при резком переходе углекислоты из твердого состояния в газообразное и механическому воздействию – вследствие этого качество очистки у таких аппаратов выше, чем у пескоструйных;
- гранулы твердого СО2 быстро превращаются в газ после обработки, не оставляя после себя большого количества отходов.
Но у этой технологии также есть недостатки:
- повышенные требования к технике безопасности — работать можно только в проветриваемых помещениях, нельзя касаться сухого льда руками без перчаток, так как он может вызвать обморожение;
- относительная дороговизна процесса, обусловленная необходимостью использовать специализированные транспортные средства для перевозки жидкой углекислоты, оснащенные системами для поддержания низкой температуры, и стоимостью оборудования, так как в его конструкцию входит компрессор высокого давления, осушитель воздуха, иногда с холодильником, а также бак со сжиженным углекислым газом.
Несмотря на эти недостатки, криобластинг активно применяется для очистки котлов и турбин (отсутствие статического электричества), в пищевой и автомобильной промышленности.
Химическая очистка
Эффективный метод, особенно когда нужно удалить сложные загрязнения в труднодоступных местах. Способ выглядит на первый взгляд несложным: детали погружаются в ванну со специальным раствором и спустя определенное время извлекаются оттуда уже чистыми.
Однако, химическая очистка имеет и недостатки, которые ограничивают ее применение:
- необходимость в собственной лаборатории для разработки и контроля химических составов, а их тысячи рецептур;
- высокая агрессивность растворов, которая требует соблюдения строгих мер безопасности;
- сложности с утилизацией отходов.
По причине повышенной опасности химический метод очистки металлов используется в основном для решения сложных производственных задач. Например, для удаления толстого слоя ржавчины с детали сложной формы или загрязнений, устойчивых к другим способам.
Лазерная очистка
Считается инновационным и наиболее щадящим методом очистки металлов. Особенность этой технологии заключается в бесконтактном удалении большинства видов загрязнений, в том числе стойких. Такой эффект достигается за счет образования тонкого слоя плазмы и последующего микровзрыва, который буквально испаряет грязь и практически не оставляет после себя отходов. Таким способом можно быстро очистить металл от ржавчины, остатков лакокрасочного покрытия, оксидных пленок, технических масел и нефтепродуктов, сажи, нагара и органических загрязнений, например, водорослей и полимеризованных пищевых масел.
Но это не все преимущества технологии. К существенным плюсам можно отнести следующее:
- отличная повторяемость — качество очистки всегда одинаковое;
- нет нужды в расходниках, после обработки не надо заниматься уборкой отходов — их просто нет;
- точный контроль лазерного луча — можно снимать слой загрязнений толщиной в 1 мкм;
- не повреждает поверхность металла и покрытия из редкоземельных элементов, так как не контактирует с ними;
- высокая скорость очистки — до 700 см²/мин;
- можно использовать в нефтехимической промышленности — импульсный лазерный луч практически не нагревает металл, тем самым снижает риск пожара или взрыва;
- высокая степень автоматизации процесса.
Благодаря высокой точности лазерные аппараты подходят для очистки дорогостоящих изделий и микрообработки плат, клемм, проволоки. Установки этого типа часто используются в ювелирной отрасли, где они успешно заменяют устаревшие абразивные методы. Кроме этого, с помощью лазера можно удалять загрязнения с деталей сложной формы, имеющих острые углы и рифленую поверхность.
К недостаткам часто относят относительно высокую стоимость такого оборудования, но нужно учитывать, что стоимость эксплуатации лазерного аппарата ниже по сравнению с другими видами установок.
Оборудование для лазерной очистки от компании «Технограв»
Аппарат лазерной очистки Senfeng серии НС
Мобильные установки сравнительно небольших размеров и мощностью от 1,5 до 3 кВт. Применяются для ручной очистки сравнительно небольших металлических поверхностей от ржавчины, окалины, остатков резиновых пресс-форм, старой краски и остатков защитных покрытий и тому подобных загрязнений. Кроме этого, аппараты можно использовать для подготовки поверхностей перед сваркой, а также для очистки сварочных швов, в т.ч. удаления цвета побежалости.
Преимущества аппаратов серии HC:
- установки передвижные, можно перемещать в любое удобное для их габаритов место;
- ширина рабочей зоны 1-20 мм х 1-100 мм;
- высокая скорость очистки — до 13000 мм/сек;
- контроль качества очистки в реальном времени;
- удаление загрязнений с деталей сложных форм и в труднодоступных местах;
- подходят для очистки не только металла, но и камня;
- простое управление.
Передвижные аппараты для лазерной очистки применяются в мелкосерийном производстве, небольших и средних мастерских, СТО, ремонтных базах и на средних промышленных предприятиях. Это удобные и экономичные аппараты, которые не требуют сложного технического обслуживания и расходных материалов.
Промышленная роботизированная установка Senfeng серии НСR
Линейка промышленных роботов, предназначенных для очистки любых металлических поверхностей от практически всех видов загрязнений. Конструкция устройств представляет собой вертикальную многошарнирную «роборуку». Благодаря наличию шести степеней свободы робот может обрабатывать сложные 3D-изделия с большим количеством изгибов и рифленой поверхностью.
Другие особенности серии HCR:
- полностью автоматизированный процесс очистки;
- высокая скорость работы;
- мощность от 1,5 до 3 кВт;
- водяное охлаждение;
- большая рабочая зона — 1800 × 3200 мм;
- минимальные потери мощности за счет применения иттербиевого волоконного лазера;
- отсутствие механических воздействий на обрабатываемую поверхность.
Роботизированные станции применяются на средних и крупных промышленных предприятиях. Особенно эффективны в потоковом производстве, где они значительно снижают трудозатраты персонала и повышают в разы эффективность производства.
Выводы
Внедрение современных лазерных технологий очистки во многие сферы производства позволяет снизить эксплуатационные затраты и упростить технологические процессы. Особенно выдающиеся результаты показывают волоконные лазеры — на данный момент это наиболее перспективная и экономичная технология.
Специалисты компании “Технограв” подберут для вас модель станка под ваш запрос и особенности вашего производства. Это существенно экономит ваше время, повышает производительность и прибыль.