Anwendung der Laserreinigung bei der Reibungsabdichtung von Lokomotiven

Die Laserreinigung als neue „umweltfreundliche“ Technologie, die in Zukunft herkömmliche Reinigungsmethoden ersetzen wird, und ein neues industrielles Reinigungsverfahren ohne Umweltverschmutzung oder Verbrauchsmaterialien, wird in großem Umfang bei der Herstellung verschiedener Komponenten wie Energiebatteriesystemen und Getrieben eingesetzt Lager, Achsen, Felgen und Reifen in Automobilen dank der Prozesspräzision im Mikrometerbereich und den integrierten Vorteilen der unbemannten Automatisierung.

 

 

 

 

Die Prinzipien der Laserreinigung lassen sich grob in drei Typen einteilen: thermischer Effekt, leichtes Peeling und Oszillation. Dabei werden verschiedene Lasertypen zur Erzeugung unterschiedlicher Laserstrahlen eingesetzt. Durch Ausnutzung des Unterschieds im Absorptionskoeffizienten der Laserenergie zwischen dem Substrat und den Oberflächenschadstoffen bei einer bestimmten Wellenlänge absorbieren das Substratmaterial und die Oberflächenschadstoffe Energie und unterliegen einer thermischen Ausdehnung und Ablösung. Die augenblicklich hohe Temperatur führt dazu, dass der Schmutz sofort verdampft, vergast oder zersetzt wird, während auf der festen Oberfläche Ultraschallwellen erzeugt werden, die mechanische Resonanz erzeugen und die Schmutzschicht oder das Kondensat zum Vibrieren und Zersplittern bringen.

Prinzipdiagramm

Im Vergleich zu herkömmlichen industriellen Reinigungsmethoden wie Sandstrahlen oder Kugelstrahlen zeichnet sich die Laserreinigung dadurch aus, dass sie nicht schleift und berührungslos ist. Es hat keine thermische Wirkung, erzeugt keine mechanische Kraft auf das gereinigte Objekt, beschädigt die Oberfläche des Objekts nicht, beschädigt nicht den Untergrund und erzeugt keine Sekundärverschmutzung. Es handelt sich um eine umweltfreundliche, umweltfreundliche und verbrauchsstofffreie Reinigungsmethode.

 

 

 

Nach längerem Gebrauch sammeln sich auf den Bauteilen eines Autos Staub, Rost, Ölflecken usw. an. Wenn Autoteile zu stark verschmutzt sind, kann es zu einer schlechten Filter- und Reinigungswirkung kommen, dass übermäßig viele Verunreinigungen in den Ölzylinder gelangen, was den Verschleiß der Teile verschlimmert und die Möglichkeit von Störungen erhöht. Für den sicheren Betrieb von Automobilen müssen wichtige Komponenten wie Radnaben, Bremsbeläge, Bremsscheiben und Motorabdeckungen regelmäßig überprüft und gewartet werden. Die Sicherstellung der Sauberkeit verschiedener Werkstücke und Komponenten ist ein wesentlicher Bestandteil des Wartungsprozesses.

 

 

Im Produktionsprozess von Bremsbelägen ist es nach der Flachreibung und vor dem Sprühen erforderlich, die Bremsbeläge zu reinigen, was typisch für eine große Leistung und einen großen Bereich ist. Daher vergleichen wir am Beispiel der Reinigungsanwendung von Bremsbelägen die Vor- und Nachteile der Stahlbürsten-, Sandstrahl- und Laserreinigung:

 

• Reinigungseffizienz:Die Stahlbürstenausrüstung ist nicht in der Lage, den restlichen Kleber auf der Oberfläche der Bremsbeläge nach dem Glattschleifen zu entfernen, was zur Bildung von Lochfraß im nächsten Spritzgussprozess führt, was nicht zufriedenstellend ist. Sowohl Sandstrahlgeräte als auch Laserreinigung können die Oberflächenrückstände nach dem Flachschleifvorgang vollständig reinigen. Die Reinigungsgeschwindigkeit beim Sandstrahlen ist schneller als die der Laserreinigung. Wenn wir jedoch die Produktionszeit kompletter Produktionslinien wie den Ofen vor dem Flachschleifen und den Aushärtungsprozess nach dem Spritzformen berücksichtigen, ist die Reinigungsgeschwindigkeit des Sandstrahlens überflüssig. Obwohl die Anregungsreinigung langsamer ist, kann sie sich auch an die Geschwindigkeit der Produktionslinie anpassen.

 

• Energieverbrauch:Der Energieverbrauch der Stahlbürstenmaschine liegt bei rund 8 kW/h und liegt damit an zweiter Stelle unter den dreien. Der Sandstrahlvorgang ist mit einem Gesamtenergieverbrauch von bis zu 70 kW/h mit einem hohen Energieverbrauch verbunden. Denn obwohl der Energieverbrauch der drei Motoren der Sandstrahlmaschine zum Sandstrahlen, Gehen und Schwenken etwa 15 kW/h beträgt, liegt der Energieverbrauch des Luftkompressors, der das Gas liefert, bei bis zu 55 kW pro Stunde, was ihn zu einem großen Energieverbraucher macht. Unsere Laserreinigungsgeräte haben einen Gesamtenergieverbrauch von nur 7 kW/h, was einem Zehntel des Sandstrahlgeräts entspricht, und der Energieverbrauch ist der kleinste unter den dreien.

 

• Wirtschafts- und Umweltschutz:Im Hinblick auf die wirtschaftliche Anwendbarkeit benötigen Sandstrahlgeräte 5 kg Quarzsand als Verbrauchsmaterial pro Stunde. Je länger die Nutzungsdauer, desto mehr Verbrauchsmaterialien werden benötigt. Mit der schrittweisen Verbesserung der nationalen Umweltschutzanforderungen haben einige Kommunalverwaltungen Sandwaschmaschinen als nicht konforme Arten des Umweltschutzes aufgeführt. Sowohl Stahlbürstengeräte als auch die Laserreinigung benötigen nur Strom, und die Laserreinigung kann aufgrund automatisierter Vorgänge 1-2 manuelle Arbeit im Vergleich zu Sandstrahlen und Stahlbürsten einsparen; Unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes und der CO2-Reduzierung weisen Laserreinigungsgeräte keine Verbrauchsmaterialien, keine Emissionen, einen geringen Energieverbrauch und keinen Lärm auf und gehören außerdem zu den Geräten, die die Anforderungen des CO2-armen Umweltschutzes erfüllen.

 

 

 

Die Anwendung der Laserreinigung in der Dichtungsindustrie umfasst hauptsächlich die Entfernung von Ölflecken auf der Oberfläche von Edelstahlbändern im Produktionsprozess von Metalldichtungen, die Reinigung von Ölflecken und Kleberesten auf der Oberfläche von Dichtungsringformen sowie die Oberflächenmodifizierung von spezielle Dichtungsmaterialien. Es gibt viele Arten von Dichtungen, typisch sind O-Ring-Dichtungen, Skelett-Öldichtungen und Dichtscheiben. Durch die Bestrahlung mit einem Laserstrahl verdampfen die Ölflecken auf der Dichtung sofort und lösen sich vom Metall, wodurch ein Reinigungseffekt erzielt wird.

Vor dem Eintritt in die Wickelmaschine muss die Metallwickeldichtung den auf der Oberfläche der Edelstahlspule haftenden Ölfilm reinigen. Das bestehende Verfahren verwendet im Allgemeinen chemisches Einweichen zur Oberflächenbehandlung. Die Laserreinigung in diesem Verfahren kann die Anforderungen des Herstellers an die Reinigungswirkung erfüllen. Die Hauptschwierigkeit bei der Anwendung besteht darin, dass die Bandbreite und die Geschwindigkeit der Produktionslinie nicht angepasst werden können. Im Allgemeinen liegt die Breite von Laserreinigungsgeräten zwischen 150-200mm, während die Breite von Edelstahlbändern zwischen 1100-1500mm liegt; Und die Produktionsgeschwindigkeit der Stahlbandreinigung ist zu hoch, normalerweise über 10 m/min, was etwa zehnmal höher ist als die Anpassungsgeschwindigkeit der Laserreinigung. Unser Unternehmen kann das Problem der Anpassung der Reinigungsbreite durch unsere unabhängig entwickelte Laserreinigungsausrüstung mit ultrabreiter Breite lösen. Obwohl es die Prozessanwendung im Hinblick auf die Geschwindigkeit der Produktionslinie lösen kann, sind die aktuellen Branchenlösungskosten zu hoch und es bedarf einer weiteren Optimierung.

 

Für die Reinigung von Ölflecken und Kleberesten auf der Oberfläche von Dichtungsringformen haben wir eine Laserreinigungsanlage für Flachformen mit dreidimensionaler Fünf-Achsen-Bewegung und hohem Freiheitsgrad entwickelt, die für verschiedene Arten von Flachformen wie Bremsen geeignet ist Polsterformen in der Reibungsindustrie und Dichtungsringformen in der Dichtungsindustrie. Es kann rostfreies Öl entfernen und Rückstände auf der Oberfläche des Formhohlraums nach mehreren Pressvorgängen entfernen. Zur Anpassung an komplexe Formen können zusätzliche Verdrängermaschinen hinzugefügt werden. Während des Reinigungsprozesses kann die galvanische Schicht erhalten bleiben, um das Klingenmuster zu schützen und die Lebensdauer der Form zu verlängern. Im Vergleich zur Sandstrahlreinigung ist es nicht nur umweltfreundlicher, sondern sorgt auch dafür, dass der Formhohlraum nicht beschädigt wird, wodurch die Produktfehlerquote sinkt.

 

Nichtmetallische Dichtungen sind eine weitere wichtige Kategorie in der Dichtungsindustrie. Diese Produkte haben eine starke Absorptionsrate für Faserlaser im Wellenlängenbereich von 1064-1080nm, was unter normalen Umständen zu Schäden führen kann. Sie sind nicht für Prozessanwendungen geeignet. Wenn beispielsweise ein gepulster Laser auf die Oberfläche von Gummimaterialien angewendet wird, kann dies zu Schäden von 10 % μ führen. Der Schaden beträgt etwa m, kann aber auch als Modifikationsmethode für einige spezielle Materialien verwendet werden B. Gummimaterialien mit angelagertem Polymethylhydrosiloxan, die den Oberflächenreibungskoeffizienten auf 35 mN/m und die Oberflächenspannung auf über 38 dyn/cm verbessern können, während die Beschichtung entfernt wird.

 

Gleichzeitig hat die Laserreinigung gute Ergebnisse bei der Reinigung der Oxidschicht und dem Aufrauen der Dichtungskomponenten von Keramik- und Verbundwerkstoffen gezeigt und auch bei der Entfernung von Dichtungsmitteln auf Metalloberflächen zufriedenstellende Ergebnisse erzielt. Es ist ersichtlich, dass die Laserreinigung aufgrund der unterschiedlichen Laserabsorptionsraten eine unterschiedliche Leistung bei der Anwendung von Produkten mit unterschiedlichen Materialien aufweist. Daher kann es auch als ergänzendes Verfahren zur Oberflächenmodifizierung einiger spezieller Dichtungsmaterialien eingesetzt werden.