پخت پوشش پودر لیزر چیست؟
فناوری پخت لیزر از لیزر مادون قرمز برای ژل سریع استفاده می کند و سپس ذرات پوشش پودر را که به صورت الکترواستاتیک روی سطح یک قسمت پاشیده شده اند ، درمان می کنند. ذرات ذوب شده در طی یک فرآیند اتصال متقاطع به صورت شیمیایی واکنش نشان می دهند تا یک پوشش را تشکیل دهند که به طور معمول ضخیم تر ، سخت تر و با دوام تر از رنگ است. روکش های پودر لیزر می توانند انواع مختلفی از اثرات سطح پوشش پودر مشترک از جمله بافت های صاف ، ریز و خشن ، دانه رودخانه ، چین و چروک و اثرات فلزی مخلوط و پیوند خورده را بدست آورند.
به طور سنتی ، پوشش های پودر در اجاق های صنعتی که از گرمایش همرفت یا لامپ های مادون قرمز استفاده می کنند ، درمان می شوند. فرآیند لیزر از دو روش اصلی با این روشهای سنتی تفاوت قابل توجهی دارد. ابتدا ، پخت لیزر به جای گرم کردن گسترده کل قسمت و محیط اجاق گاز ، فقط منطقه روشن شده را گرم می کند. این تا حد زیادی بهره وری انرژی را بهبود می بخشد. دوم ، فرآیند گرمایشی خود کارآمدتر است و زمان پخت و پز مورد نیاز را تا حد زیادی کاهش می دهد. برای عملیات پوشش پودر صنعتی ، این کار توان فرایند را تا حد زیادی بهبود می بخشد.
درمان پودر لیزر چگونه کار می کند؟
پیکربندی اساسی یک سیستم پخت لیزر نسبتاً ساده است. پرتو خروجی یک سیستم لیزر دیود با قدرت بالا از طریق یک سیستم نوری تغییر شکل داده و همگن می شود و سپس بر روی سطح قسمت پیش بینی می شود تا فقط مناطق انتخاب شده را گرم کند.
پرتوهای لیزر منطقه بزرگ مورد استفاده در فرآیند پخت لیزر را می توان از نظر شکل و اندازه سفارشی کرد تا مناطقی به اندازه چند اینچ در هر طرف کوچک به اندازه چند پا عرض و قطر باشد. بسته به پیکربندی پرتو ، یک قسمت واحد یا دسته ای از قطعات می تواند به طور همزمان روشن شود. از منابع لیزر اضافی می توان برای روشنایی مناطق بزرگتر استفاده کرد.
روش دیگر برای قطعات یا قطعات بزرگتر با اشکال بسیار خمیده ، سوار کردن اپتیک پروژکتور لیزر بر روی بازوی روباتیک است. این اجازه می دهد تا پرتو در سطح قسمت ، حتی در زاویه های مختلف حرکت کند و پوشش پودر را هنگام حرکت ، پودر کند.
لیزر پخت از سیستم های لیزر دیود با قدرت بالا استفاده می کند زیرا آنها چندین مزیت کلیدی در این برنامه ارائه می دهند. اول ، خروجی آنها را می توان به راحتی به یک پرتو مستطیل (و همچنین سایر شکل های پرتو) با توزیع شدت یکنواخت تبدیل کرد. دستیابی به این کار با پرتوهای کاملاً متمرکز و گرد با شدت گاوسی تولید شده توسط بیشتر لیزرهای دیگر دشوار است.
دوم ، سیستم های لیزر دیود دارای بالاترین راندمان الکترونیکی از انواع لیزر هستند که به طور معمول بیش از 50 ٪ است. علاوه بر این ، طول موج مادون قرمز تولید شده توسط لیزرهای دیود چندین میکرون در زیر سطح پوشش نفوذ می کند. این گرمایش حجمی به سرعت انرژی را به روکش پودر منتقل می کند و در حالی که انرژی کمی را برای گرم کردن بستر زیرین هدر می دهد ، روند پخت را سرعت می بخشد. از آنجا که فرآیند لیزر دیود از گرمایش فله ای از این مؤلفه جلوگیری می کند ، زمان خنک کننده به طور قابل توجهی کاهش می یابد و این امکان را برای پوشش های درمانی لیزر بر روی مواد حساس به دما فراهم می کند.
مزایای استفاده از پوشش پودر لیزر
درمان لیزر یک فناوری نوآورانه است که بر محدودیت های روشهای قدیمی تر غلبه می کند و نتایج با کیفیت بالا را سریعتر و با هزینه کمتری ارائه می دهد. مزایای اصلی پوشش های پودر لیزر شامل موارد زیر است:
سرعت
لیزرهای دیود مادون قرمز گرمایش سریع و موضعی را فراهم می کنند که پوشش های پودر را فقط در چند دقیقه درمان می کند. پس از جامد شدن پوشش ، مواد زیرین به سرعت خنک می شوند. در مقابل ، اجاق های معمولی به ده ها دقیقه نیاز دارند تا کل قسمت را به طور یکنواخت گرم کنند ، پوشش پودر را درمان کرده و دوباره خنک شوند.
کارایی انرژی
منابع نوری دیود لیزر از نظر الکتریکی بسیار کارآمد هستند و تقریباً تمام انرژی آنها به منطقه هدف هدایت می شود. لیزر به صورت انتخابی پودر را به طور کارآمد گرم می کند و در نتیجه انرژی کمتری برای گرم کردن قطعه کار و عملاً مصرف انرژی به محیط اجاق گاز استفاده نمی شود.
بدون گرمای زباله
سیستم های پخت لیزر اجاق های "سرد" هستند که تقریباً هیچ گرمای زباله را در فضای اطراف ساطع نمی کنند و نیازهای سیستم کنترل دمای تجهیزات را کاهش می دهد.
حداقل استرس حرارتی
پخت پوشش پودر لیزر برای مواد حساس به گرما مانند پلاستیک و چوب و همچنین قطعات ظریف با ویژگی های فلزی نازک مناسب است.
کنترل فرآیند
عملکرد دمای اتاق امکان کنترل دقیق دمای پوشش را در داخل به علاوه یا منهای 1 درجه سانتیگراد با استفاده از دستگاه های اندازه گیری پردازنده مانند تصویربرداری حرارتی فراهم می کند.
انعطاف پذیری
اجاق های لیزر از قابلیت های شروع/توقف نزدیک به سرعت برخوردار هستند ، به این معنی که هیچ زمان بیکار یا گرم شدن لازم نیست. علاوه بر این ، کیفیت قطعه کار هدف تأثیر کمتری در عملکرد پوشش دارد زیرا اجاق گاز لیزر دمای سطح پوشش را گرم می کند و نظارت می کند. در اجاق های سنتی پخت ، قطعات با کیفیت پایین نمی توانند مستقیماً در کنار قطعات با کیفیت بالا و بدون نقص یا مشکلات با کیفیت درمان شوند.
ردپای کوچک
سیستم های پخت لیزر جمع و جور هستند و فضای کف بیشتری را از بخشی که پردازش می کنند ، به خود اختصاص نمی دهند. علاوه بر این ، این فرایند ذاتاً با جریان مداوم قسمت سازگار است ، به حداقل رساندن ردپای کلی و به حداکثر رساندن توان تولید.
کم هزینه مالکیت
هزینه های عملیاتی از طریق کاهش مصرف انرژی ، بدون گرمای زباله تولید نمی شود (که در غیر این صورت محیط تولید اطراف را گرم می کند) و هزینه های نگهداری را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
ردپای کربن کم
راندمان انرژی الکتریکی ذاتی ، از بین بردن گرمای زباله که توسط تجهیزات تابش می شود ، و کمبود مواد مصرفی همه باعث می شود که لیزر پخت و پز را به یک فرآیند سازگار با محیط زیست و پایدار تر تبدیل کند.
اجاق گاز لیزر در مقابل همرفت
اجاق های همرفت در اصل نسخه های صنعتی و مقیاس یافته از اجاق های همرفت خانگی هستند. قطعات در داخل فر قرار می گیرند و هوا معمولاً توسط مشعل گاز یا عنصر گرمایش برقی گرم می شود. هوا در سراسر حفره اجاق گاز پخش می شود تا به طور مساوی قسمت را گرم کند. دمای پخت به طور معمول بین 325 درجه F و 400 درجه F است. اگرچه اجاق گاز می تواند برای دستیابی به دمای بستر در آن دامنه بالاتر تنظیم شود -تارت ها به طور معمول 10 تا 20 دقیقه پخته می شوند تا به طور کامل درمان شوند.
ضرر آشکار اجاق های همرفت ، ناکارآمدی انرژی آنها است. آنها باید حجم زیادی از هوا و همچنین اجاق گاز را گرم کنند و باید دمای کل قسمت را بالا ببرند ، نه فقط پوشش پودر. اجاق های پوشش پودر همرفت اغلب در بین شیفت ها بیکار می شوند ، حتی گاهی اوقات 24 ساعت در روز اجرا می شوند تا از دمای خنک کننده زیر مقدار بحرانی مجاز جلوگیری کنند. همه اینها وقت و انرژی را هدر می دهد و یک ردپای بزرگ کربن ایجاد می کند. اجاق های همرفتی نیز فضای تولید نسبتاً زیادی را به خود اختصاص می دهند.
مقایسه لیزر و اجاق های مادون قرمز
اجاق های مادون قرمز انرژی را با گرمایش تابشی به سطح یک قسمت منتقل می کنند و انرژی را مستقیماً بدون تکیه بر همرفت انتقال می دهند. آنها برای تولید تابش مادون قرمز از انواع منابع نوری مانند لامپ های کوارتز ، انتشار دهنده های سرامیکی یا رشته های تنگستن استفاده می کنند. علاوه بر این ، برخی از واحدها از انتشار دهنده های کاتالیزوری گاز استفاده می کنند. در این حالت ، زغال سنگ یا گاز پروپان واکنشی را بر روی سطح یک انتشار دهنده تخصصی برای تولید تابش مادون قرمز بدون شعله باز کاتالیز می کند.
گرمایش مادون قرمز سریعتر و انرژی بیشتری نسبت به گرمایش همرفت است. در حقیقت ، راندمان تبدیل الکتریکی به نوری لیزرهای دیود و منابع مادون قرمز سنتی قابل مقایسه است. با این حال ، در حالی که پخت مادون قرمز سنتی شباهت هایی با پخت لیزر دارد ، منابع غیر لیزر در کل بسیار کارآمدتر هستند.
یکی از دلایل این امر این است که بخاری های مادون قرمز غیر لیزر تابش پهنای باند را منتشر می کنند. بیشتر این تابش توسط پوشش پودر به خوبی جذب نمی شود و بنابراین به طور مستقیم در فرآیند پخت کمک نمی کند. علاوه بر این ، بخاری های مادون قرمز از همه جهات تابش می کنند. بنابراین ، بیشتر خروجی بخاری مادون قرمز به قطعه کار نمی رسد ، بلکه فقط حفره اجاق گاز را گرم می کند. این نوع گرمایش ، نظارت بر روند در محل را دشوار می کند.
در مقابل ، سیستم های پخت لیزر دیود دامنه باریک از طول موجهای مادون قرمز را در یک پرتوی بسیار کارگردانی ارائه می دهند. در نتیجه ، نور لیزر توسط ذرات پوشش پودر ، که مستقیماً فرایند پخت را ترویج می کند ، بیشتر جذب می شود. علاوه بر این ، شدت پرتو لیزر بسیار فراتر از سایر منابع نور مادون قرمز است ، بنابراین پخت سریعتر است.
چگونه می توان از پخت پوشش پودر لیزر استفاده کرد؟
پخت لیزر تقریباً با انواع پوشش های پودر و مواد بستر سازگار است و آن را بسیار کاربردی می کند. برنامه های متداول شامل:
تقویت مقاومت در برابر خوردگی در اجزای خودرو ، از جمله چرخ ها ، اجزای شاسی و قطعات زیر
- افزایش دوام اجزای هواپیما و محافظت از شرایط شدید
- ارائه یک پایان قوی و جذاب برای محصولات مصرفی مانند یخچال ، ماشین لباسشویی ، اجاق گاز و مبلمان در فضای باز
- بهبود مقاومت آب و هوا در اجزای ساختمان مانند قاب های پنجره و نرده ها
- محافظت
- ارائه عایق الکتریکی و محافظت از محفظه های فلزی ، شاسی و اتصالات در تجهیزات صنعتی
- ایجاد پوشش های زیست سازگار و ضد میکروبی برای تجهیزات بیمارستان و وسایل پزشکی
از تولید خودرو گرفته تا تولید دستگاه های پزشکی ، پوشش پودر یک فناوری به طور گسترده است. صنایع کلیدی عبارتند از: خودرو ، تجهیزات کشاورزی ، هوافضا ، تجهیزات ، ساختمان و ساخت و ساز ، مبلمان ، تجهیزات صنعتی ، الکترونیک ، وسایل پزشکی
