Dari pabrik dan laboratorium medis hingga industri otomotif, penerbangan, dan fabrikasi baja, laser menjadi metode yang paling disukai untuk pembersihan permukaan material.
Meskipun penggunaan laser dalam aplikasi pemotongan, pengeboran, dan pengelasan sudah dikenal luas, adaptasinya saat ini dalam aplikasi pembersihan industri relatif baru dan belum dijelajahi.
Aplikasi laser saat ini datang sebagai hasil dari kebutuhan akan metode pembersihan yang tidak berbahaya dan non-abrasif yang dapat digunakan sebagai pengganti dalam aplikasi di mana metode peledakan kimia, manual, dan abrasif sebelumnya digunakan.
Manfaat menggunakan laser dalam aplikasi pembersihan
Masalah utama yang disajikan oleh metode pembersihan konvensional termasuk dampak lingkungan yang negatif dan keausan pada substrat. Sistem peledakan abrasif menciptakan sejumlah besar limbah dan permukaan halus yang rusak, sementara penggunaan pelarut kimia menghasilkan uap dan produk limbah cair yang berpotensi berbahaya.
Hal ini menyebabkan adaptasi teknologi laser dalam aplikasi pembersihan permukaan. Karena banyak manfaatnya, pembersihan laser sekarang merupakan metode paling efektif untuk menghilangkan bahan yang tidak diinginkan dari permukaan material.
Saat ini, terdapat beragam sistem pembersihan dan pelapisan laser berdenyut yang digunakan dalam berbagai aplikasi mulai dari menghilangkan residu vulkanisasi dari cetakan ban dan permukaan ukiran dengan ablasi hingga isolasi stripping dari konduktor dan cat de-coating dari permukaan halus.
Beberapa dari banyak manfaat menggunakan laser dalam aplikasi pembersihan permukaan meliputi:
Metode pembersihan otomatis dan nonrandom
Mengurangi jumlah produk limbah
Keamanan meningkat
Tidak perlu bahan kimia atau media peledakan
Proses pembersihan non-abrasif dan non-kontak
Aplikasi pembersihan laser
Pembuatan profil permukaan dan penghilangan karat pada fabrikasi baja. Pembersihan laser juga merupakan metode yang efektif dan efisien untuk menghilangkan karat dan kerak dari bahan logam. Karat dan kerak adalah kontaminan yang terbentuk pada permukaan logam sebagai hasil dari proses alami atau buatan. Ketika logam terkena uap air, mereka bereaksi dengan air untuk membentuk oksida besi, menghasilkan karat. Karat ini menurunkan kualitas logam, sehingga tidak cocok untuk digunakan dalam berbagai aplikasi.
Fig1 Web
(Sumber: Worldsteel Image Library)
Di sisi lain, timbangan terbentuk pada permukaan logam sebagai hasil dari proses perlakuan panas dan oksida yang menghitamkan permukaan logam, mencegah operasi finishing selanjutnya.
Menghapus endapan permukaan yang tidak diinginkan ini memerlukan eksekusi proses kerak untuk memberikan permukaan yang halus untuk proses prefinishing dan finishing seperti pelapisan listrik.
Operasi penghilangan karat dan kerak secara konvensional melibatkan penggunaan metode fisik seperti peledakan, pemolesan, alat pengikis, pukulan ekstra, dan sikat kawat. Metode kimia seperti kerak alkali dan kerak asam (pickling) juga dapat digunakan untuk menghilangkan kerak. Namun, metode ini sangat abrasif dan mengakibatkan pencemaran lingkungan dan kerusakan pada logam substrat.
Untuk menghindari kerugian ini, pembersihan laser telah menjadi metode yang lebih disukai untuk operasi penghilangan karat dan kerak. Karat / skala dihilangkan dengan mengarahkan sinar laser dengan daya puncak tinggi dan tingkat pengulangan pada lapisan berkarat.
Laser harus ditembakkan dalam pulsa pendek untuk menghindari kerusakan pada media yang sedang dikerjakan. Karat dengan cepat menyerap energi sinar laser, menghasilkan peningkatan level suhu. Setelah suhu cukup tinggi, karat mencair dan akhirnya menguap.
Menggunakan laser serat berdenyut adalah pilihan yang disukai karena memberikan kontrol yang lebih besar atas daya, panjang gelombang, dan durasi pulsa, memungkinkan karat / skala menguap tanpa kerusakan pada bahan yang mendasarinya.
Proses pembersihan laser juga dapat diterapkan untuk profil permukaan. Sebelum lapisan pelindung dapat diterapkan pada bagian baja fabrikasi untuk pelestarian dan perlindungan dari tindakan korosif, permukaannya harus bersih dan bebas dari semua kontaminan.
Pembuatan profil / preparasi dapat menghilangkan semua kontaminan dari permukaan bagian baja sebagai persiapan untuk aplikasi pelapisan pelindung. Kontaminan ini termasuk minyak, lemak, kerak, hidrat dan lapisan oksida, primer-toko, dll. Untuk proses selanjutnya, batangan, kabel, dan profil juga harus bebas dari kontaminan ini.
Karena pembersihan serat laser menggunakan pendekatan nonabrasif, nonkontak tanpa keterlibatan pelarut, bahan kimia, atau media abrasif, sangat ideal untuk profil permukaan dan penghilangan karat / kerak. Proses pembersihan dapat dilakukan dalam skala kecil atau besar dan dapat dilakukan secara otomatis. Pembersihan laser adalah cara ramah lingkungan dan hemat biaya untuk menghilangkan karat dan menyiapkan permukaan produk baja gulung dan bagian baja pabrikasi untuk lapisan pelindung.
Pembersihan rakitan anoda. Industri peleburan aluminium menggunakan blok karbon sebagai anoda "korban" dalam produksi aluminium primer. Kualitas anoda berdampak pada aspek lingkungan, ekonomi, dan teknologi produksi aluminium. Sebagian kecil daya sel dikhususkan untuk mengatasi hambatan listrik dari anoda prebaked.
Fig2 Web
(Sumber: Flickr)
Kehadiran kotoran dan kontaminan lainnya akan meningkatkan ketahanan listrik anoda, sehingga konsumsi daya sel lebih banyak. Kehadiran kontaminan juga mengurangi umur anoda dengan meningkatkan laju konsumsi selama proses peleburan. Dari sudut pandang efisiensi, perlu untuk membersihkan dan menghilangkan semua kontaminan permukaan dari rakitan anoda sebelum digunakan dalam operasi peleburan aluminium.
Selain itu, rakitan anoda adalah alat berharga yang dapat digunakan kembali, tetapi hanya setelah melakukan perawatan menyeluruh dan hati-hati terhadap komponen utamanya — dalam kondisi tertentu.
Pembersihan laser memenuhi kondisi tertentu di mana rakitan anoda dapat dirawat untuk digunakan kembali. Ini dapat digunakan dalam aplikasi berikut:
Penghapusan residu dari puntung karbon
Membersihkan batang katoda
Penghapusan kontaminan dan kotoran dari bidal dan batang rintisan
Persiapan ikatan rekat untuk logam. Untuk meningkatkan stabilitas proses, adhesi permukaan, dan kualitas jahitan yang lebih baik, permukaan bahan logam yang akan disambung harus disiapkan sebelum penerapan pengelasan dan teknik penyambungan lainnya.
Tanpa pekerjaan dasar yang diperlukan, sambungan dan lapisan menjadi rentan terhadap degradasi, peningkatan keausan, dan kegagalan bencana. Pembersihan laser dapat digunakan untuk menyiapkan permukaan sebelum disatukan, menghasilkan kualitas kekuatan ikatan yang sangat baik untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan daya tahan.
Pembersihan laser cocok untuk persiapan ikatan perekat karena menghilangkan oksida dan kontaminan lainnya seperti lemak dan oksida yang mengurangi kekuatan ikatan perekat. Ini sangat cocok untuk aplikasi yang melibatkan permukaan melengkung atau datar atau bagian dengan batasan tertentu untuk geometri 3D yang sangat kompleks.
Salah satu manfaat utama pembersihan laser adalah kemampuan untuk menyesuaikan kekuatan dan panjang gelombangnya untuk modifikasi logam yang tepat seperti magnesium dan aluminium untuk digunakan untuk keperluan mikrostruktur. Ini juga memberikan bahan dengan ketahanan yang sangat tinggi terhadap elemen korosif, memastikan ikatan perekat yang stabil dan tahan lama.
Dalam beberapa kali, ada peningkatan penggunaan ikatan perekat dalam aplikasi desain struktural di tempat teknik bergabung konvensional seperti memukau dan pengelasan. Hal ini dikaitkan dengan banyak keuntungan dari ikatan rekat dibandingkan teknik konvensional.
Keunggulan ini termasuk distribusi tegangan yang seragam, pengurangan korosi, keringanan struktur, redaman getaran, dan isolasi akustik. Namun, manfaat ini hanya dapat dicapai jika permukaan yang akan diikat disiapkan, dikurangi dan dibersihkan dengan hati-hati.
Pembersihan laser sangat ideal untuk aplikasi seperti itu karena dengan hati-hati menghilangkan minyak, karat, lapisan pelindung dan kontaminan lainnya yang dihasilkan dari pengiriman tanpa membahayakan substrat yang mendasarinya.
Pretreatment untuk mematri dan pengelasan. Pembersihan laser juga terbukti efektif dalam aplikasi pretreatment untuk pengelasan dan mematri. Sebelum bahan aluminium dan baja digunakan untuk keperluan pengelasan dalam pembuatan kapal, pembuatan alat presisi, otomotif, dan industri terkait lainnya, permukaannya harus terlebih dahulu disiapkan.
Persiapan pengelasan laser adalah salah satu dari banyak aplikasi pembersihan laser dan membantu menghilangkan logam ferro dan nonferrous, pelumas, dan kontaminan lainnya dari permukaan logam dan aluminium sebagai persiapan untuk pengelasan berkualitas tinggi. Ini juga memastikan lapisan jahitan halus dan bebas pori.
Ketika digunakan dalam proses pretreatment untuk pengelasan dan mematri, pembersihan laser melakukan hal berikut:
Penghapusan menyeluruh toko-primer, hidrat, dan lapisan oksida
De-greasing dan de-oiling
Terlepas dari persiapan pengelasan dan mematri, laser juga dapat digunakan untuk menghilangkan residu las seperti sisa fluks dan bahan oksida serta noda termal dari sambungan las yang sudah jadi. Metode pembersihan ini sangat bermanfaat untuk bagian-bagian stainless steel karena sinar laser menangguhkan batas butir, memastikan bahwa lapisan las dipasivasi — sehingga meningkatkan ketahanan terhadap korosi.
Manfaat menggunakan pembersihan laser dalam aplikasi pengelasan dan mematri sebelum las meliputi:
Panjang gelombang dan daya yang dapat disesuaikan untuk perawatan yang tepat dari permukaan sambungan pada berbagai ketebalan material
Tidak ada kerusakan pada substrat yang mendasarinya — yaitu lapisan baja lembaran galvanis
Pengosongan sebagian. Pembersihan laser sangat efektif dalam aplikasi yang membutuhkan penghapusan sebagian cat atau pelapis dari permukaan jadi. Ini dapat digunakan pada hampir semua jenis permukaan, baik secara kimia anodized, teroksidasi, atau organik. Pembersihan laser dapat digunakan untuk melapisi panel surya dan menghilangkan cat di industri otomotif dan aerospace dengan tetap menjaga integritas zat primer.
Dalam aplikasi pelapisan, serat laser adalah pilihan yang lebih disukai. Mereka meniadakan kebutuhan untuk menutupi dengan menghilangkan lapisan pelapis secara tepat pada area yang ditentukan, sehingga menghilangkan beberapa tantangan yang melekat pada aplikasi pelapisan parsial. Laser dapat digunakan di:
Perawatan yang tepat untuk permukaan fungsional dan desain
Membuat kandang Faraday dan kontak kontinuitas untuk industri dirgantara
Penghapusan sebagian cat untuk kompatibilitas elektromagnetik
Menghasilkan titik ikatan untuk koneksi kawat
Strip coating dalam industri elektronik dan mobil
Pembersihan laser sangat efektif dalam situasi di mana lapisan pengelasan kritis pada struktur / bagian yang dicat harus dilapis untuk tujuan inspeksi. Laser menghilangkan lapisan tanpa membutuhkan alat-alat tangan atau listrik, abrasive, atau bahan kimia yang dapat menyembunyikan area masalah dan menyebabkan kerusakan lebih lanjut pada permukaan.
Penghapusan cat selektif. Penghapusan cat selektif merupakan salah satu dari banyak aplikasi pembersihan laser. Dalam industri mobil dan kedirgantaraan, kadang-kadang perlu untuk menghapus lapisan atas cat sambil mempertahankan primer. Ini sering terjadi ketika pelapisan lapuk atas pada kendaraan perlu dihilangkan secara menyeluruh sebelum penerapan cat baru.
