Čištění laserem

Mechanické čištění je zpravidla první volbou odstranění nečistot. Je nejjednodušší, většinou nevyžaduje sofistikované a nákladné technické vybavení. Jednoduché škrábání, broušení, odstranění kartáčem, brusným papírem apod. lze velmi jednoduše aplikovat v domácích podmínkách. Další možností mechanického čištění je tryskání, kdy jsou nečistoty odstraněny pomocí abraziva (částice litiny, písek, soda, suchý led) o určité velikosti částic a stlačeného vzduchu, případně vody. Mechanické čištění je zpravidla velmi efektivní při odstraňování hrubých nečistot. Jeho limity jsou u odstraňování mechanicky odolných nečistot (nezřídka mechanicky odolnějších než samotný čištěný materiál) s vysokou adhezí k čištěnému podkladu. Typickým příkladem je odstraňování zbytků lepidel, starých nátěrů nebo znečištění od polyuretanové pěny. Zpravidla není zcela reálné zabránit poškození podkladního povrchu, to může být limitující např. u kartáčovaných nebo leštěných povrchů, u opakovaného čištění přesných vstřikovacích forem apod. Další nevýhodou je značné znečištění okolí částicemi a prachem (např. čištění částečně odstrojených motorů, čištění stavebních prvků v interiérech), což je spojenou s nutností odpovídajících doprovodných prací, někdy i většího rozsahu než je samotný proces čištění.

Chemické čištění funguje na principu rozpuštění nečistot, případně na chemickém rozrušení struktury nečistot a jejich následném mechanickém odstranění. Používají se k tomu organická rozpouštědla, louhy a kyseliny, často v kombinaci s tenzidy snižujícími povrchové napětí na fázovém rozhraní čistící kapaliny a znečištění a umožňujícími rozpuštění hydrofobních látek v hydrofilních kapalinách (např. mastnoty ve vodě). Organická rozpouštědla se zpravidla používají k odstranění mastnoty a některých starých nátěrů. Louhy jsou velmi efektivní při odstraňování starých nátěrů a mastnoty, jejich výhodou je že zpravidla nenarušují ocelové povrchy, v omezené míře se dají použít např. na dřevo, jejich limity jsou u hlíníku a jeho slitin. Organické a anorganické kyseliny lze využít pro odstranění anorganických znečištění jako je např. vodní kámen, cement, oxidy kovů. Dalším specifickým chemickým čistícím médiem jsou některá komplexační činidla, která jsou přítomna v menším množství v komerčních čistících prostředcích a dále se používají ve specifických průmyslových odvětvích. Pokud to proces dovoluje, efektivitu chemického čištění lze zvýšit vyšší teplotou nebo ultrazvukem. Chemické čištění je v podstatě nekontaktní – nedochází k mechanickému narušení čištěného povrchu. Bezpodmínečně nutná je však volba vhodného čistícího média, které jednak rozpustí nečistotu a jednak nepoškodí čištěný povrch. Logickým limitem chemického čištění je nutnost nanesení dostatečného množství kapaliny na čištěný povrch po dostatečně dlouhou dobu, což může být limitující u objemných předmětů, velkých forem, architektonických prvků apod. Nezanedbatelným aspektem je také bezpečnost chemického procesu, resp. ochrana pracovníků, a dále ekologická zátěž - chemické čištění je spojené s nutností likvidace kontaminovaného odpadu. Dnešní legislativní podmínky kladoucí velmi náročné požadavky na použití některých chemikálií u nás tento způsob čištění v některých případech značně omezují.

Mezi fyzikální metody čištění lze zařadit i opalování, kdy jsou nečistoty degradovány zvýšenou teplotou. Tato metoda je nezřídka používána při odstraňování organických nečistot, především zbytků barev a lepidel. Při aplikaci dostatečně vysoké teploty dochází k narušení molekulární struktury polymerů, degradaci polymerních řetězců a k oxidaci. Lze takto odstraňovat nečistoty jak z kovových, skleněných, tak např. dřevěných podkladů, nicméně je nutné brát zřetel na potenciální poškození podkladu. Kromě tepelného namáhání samotného podkladu je dalším negativním jevem tvorba často zdraví škodlivých spalin a kontaminace okolí sazemi.

Čištění pomocí laseru je založeno na tzv. laserové ablaci, fyzikálním procesu při kterém dochází k interakci čištěného materiálu s velmi silným světelným zářením. Při dopadu záření o určité vlnové délce na materiál dochází k jeho absorpci a následně k rozbití chemických vazeb v molekulách a k jejich následnému rozpadu. Samotný podkladový materiál záření neabsorbuje, ale odráží (kovy a některé anorganické materiály) a nebo jím prochází (např. sklo, voda apod.). Nedochází tedy k předání energie a k narušení čištěného povrchu.

Působení laserového paprsku na znečištěný materiál je doprovázeno řadou fyzikálních procesů, především sublimací (změnou skupenství z pevného na plynné), tavením, odpařováním, rázovými vlnami, akustickým efektem atd. Tyto jevy lze velmi efektivně využít v praxi při odstraňování různých nečistot z různých materiálů a dle různých požadavků.

Na rozdíl od řezání, kde se používají kontinuální lasery, jsou pro čištění povrchů vhodné tzv. pulzní lasery. Vhodným nastavením jednotlivých parametrů takového laseru, jako je energie pulsu, jeho délka, frekvence, trajektorie světelného paprsku atd., lze volit např. mezi velmi intenzivním hrubým odstraněním nečistot, anebo naopak šetrným čištěním, kdy nehrozí poškození jemných struktur povrchu, anebo kdy je např. žádoucí zachování určité patiny u historických předmětů a veteránů. U mohutných nosných prvků lze použít vyšší energii laseru a rychlejší odstranění nečistot než u tenkých plechů, kde by díky uvolněnému teplu mohlo dojít k dilataci materiálu a následné deformaci. Více opatrnosti je na místě u čištění historických předmětů, např. u pozlacených dřevěných předmětů, kde je odvod tepla tenkou vrstvou vodivého materiálu velmi omezený a může dojít k jeho poškození. Parametry laseru se nastavují také podle toho, jaké nečistoty se odstraňují - jiné parametry pulzního laseru se třeba hodí na odstranění rzi a jiné na efektivní odstranění starých barev a laků.

Bezkontaktní podstata laserového čištění je velkou výhodou u odstraňování nečistot z komplikovaných povrchů, jako jsou např. žebrované vzduchem chlazené motory, chladiče, středy kol apod., kde je mechanické čištění prakticky nereálné nebo velmi pracné. Jak již bylo zmíněno výše, při vhodném nastavení laseru nedochází k úbytku čištěného povrchu. To je značnou výhodou u čištění dílů s různým povrchem, např. hrubého hliníkové odlitku, kde se střídají strukturované povrchu s povrchem frézovaným nebo leštěným.

Při vhodném nastavení laseru nedochází k poškození plastových nebo gumových povrchů – není tedy nutné demontovat elektrické konektory, manžety nebo gufera ložisek. Ložiska s kovovými gufery není nutné vyndavat, na rozdíl od chemického čištění se do ložiska nedostane odmašťovací roztok.

Laserem lze čistit povrchy z různých materiálů, přičemž nedochází k jejich poškození. Není problém odstraňovat nečistoty z předmětů, kde je vedle sebe hliník, ocel, pozink nebo chrom. Kde není žádoucí, aby dopadl laserový paprsek na povrch, lze jej jednoduše maskovat hliníkovou páskou.

Velmi efektivně lze odstraňovat karbon a saze. Většina odstraňovaných nečistot přechází do plynné fáze, nedochází tedy ke znečištění okolí, např. u čištění jednotlivých částí motoru nehrozí zanesení mazacích kanálů.

Laserem lze jednoduše čistit výfukové svody, bez toho, aby došlo k narušení kartáčovaného nebo leštěného povrchu.

Odstranění starých nátěrů, mastnoty a koroze z plechů je možné pomocí laseru bez toho, aby došlo k jejich deformaci, ke které někdy dochází u tryskání.

Odstranění mastnoty, prachu a zoxidovaného povrchu na české klasice.

I velmi jemné struktury povrchu zůstávají při vhodném nastavení laseru zachovány. Gravírování, leštění, balotinování nebo kartáčování zůstává neporušené.

Firma LSR Services nabízí služby laserového čištění v různých odvětvích od průmyslových aplikací, architektury, až po individuální čištění historických předmětů, motocyklů a veteránů. Disponuje výkonnými pulzními lasery české výroby. Služby provádí jak ve vlastních prostorách, tak přímo u zákazníka. Po dohodě předem provádí čištění menšího rozsahu i na počkání.

Informace o redaktorovi

PR článek - (Odebírat články autora)