Удаление краски и лазерная очистка становятся тенденцией в промышленности. Благодаря наличию импульсных лазеров промышленного класса ns со средней мощностью более 1 кВт появилась возможность обрабатывать многие материалы и конструкции с коммерчески возможными скоростями. Обычно эти лазеры имеют импульсную пиковую мощность свыше 100 кВт и, как правило, более 1 МВт. Взаимодействие практически с любым материалом гарантируется высокой пиковой мощностью, приводящей к абляции, отрыву или разложению, в зависимости от размера пучка и свойств материала. Такие лазеры промышленного класса основаны либо на модуляции добротности, либо на усилении мощности сигналов диодов, обеспечивая импульсы с высокой пиковой мощностью. Каждый импульс представляет собой пакет энергии, который может испарять объем или набор покрытия, или плавить и реструктурировать его поверхность, или отделять его от подложки.
Для оборонных и коммерческих самолетов уже реализован ряд проектов по лазерному удалению краски и покрытий. Системы LADS I & LADS II и ARBSS были разработаны и испытаны для самолетов и их компонентов. В 2017 году сингапурские авиалинии ввели в эксплуатацию коммерческую систему лазерного удаления краски с использованием большого 8-осевого робота от NTS и современных сканеров от EWI. Морская отрасль предлагает более широкий спектр применений, с потенциальным ежегодным рынком для удаления краски с коммерческих судов, который составляет всего лишь около 300 миллионов долларов США, что превышает объем продаж самолетов, оцениваемых во всем мире в 250 миллионов долларов.
Если на рынке будут представлены другие, более локализованные процессы, такие как шлифовка валов и гребных винтов, селективное удаление ржавчины и коррозии и т. Д., Смета возрастет до 2,3 млрд. Долл. США в год. С другой стороны, рыночная доступность низка, потому что сектор страдает от низкого коммерческого использования, так как в зоне транспортировки сжиженного нефтяного газа / СПГ, круизных, частных лодочных и паромных перевозок остаются только прибыльные районы.
Покрытия, предназначенные для морского применения, намного толще, обычно ~ 1 мм. Изменения в толщине покрытия гораздо менее контролируются, и консистенция покрытия часто менялась во время эксплуатации. Любая деградация покрытия обычно сопровождается глубокой коррозией основания. Доступ к сложной структурной геометрии практически невозможен. Кроме того, площадь поверхности коммерческого судна очень важна, и задержки на верфи пришлось минимизировать.
Скорость удаления
Рассматриваются два основных применения - удаление краски и удаление ржавчины. Panamax, коммерческое морское судно среднего размера, имеет внешнюю поверхность около 19000 м2. CW и QCW CO2 - лазерные технологии, излучающие до 30 кВт. Они указывают на превосходное взаимодействие с органической краской, но показали скорость удаления, просто приближающуюся к 22 500 мм3 / кВт.минт. Исходя из площади поверхности и объема краски морского судна Panamax, операция может занять до 130 дней при мощности 1 кВт мощности лазера.
Предпочтительно, чтобы скорость процесса составляла примерно 10 раз, чтобы коммерческий случай использования от 4 до 6 кВт общей мощности лазера можно было распределить вокруг сосуда в 3-4 мастерских, и эту задачу можно решить в течение недели. Другой вариант заключается в использовании низкоэнергетических ns-импульсов от 0,1 до 12 мДж при высоких частотах повторения импульсов от 100 до 1000 кГц, при достижении более высокого диапазона охвата на растр и в то же время фокусировки в достаточно небольших точках для сохранения уровней освещенности выше порога абляции.
Это приводит к гораздо более низкой скорости удаления, близкой к 2000 мм3 / кВт / мин, поскольку повышенная скорость покрытия за счет уменьшения размера пятна и энергии импульса математически приводит к незначительному увеличению скорости удаления в обратной пропорции к энергии импульса. Увеличение скорости удаления, однако, ограничено размером наименьшего размера пятна теоретически и практически достижимо. Наконец, поскольку тепло непрерывно диффундирует в материал при CW или выше 200 кГц, обе эти технологии могут термически воздействовать на подложку.
