Qu'est-ce que le durcissement du revêtement en poudre laser?
Laser curing technology uses an infrared laser to rapidly gel and then cure powder coating particles that have been electrostatically sprayed onto the surface of a part. The melted particles react chemically during a cross-linking process to form a coating that is typically thicker, harder, and more durable than paint. Laser-cured powder coatings can achieve a variety of common powder coating surface effects, including Textures lisses, fines et rugueuses, grain de rivière, rides et effets métalliques mélangés et liés .
Traditionnellement, les revêtements en poudre sont guéris dans des fours industriels qui utilisent le chauffage de convection ou les lampes infrarouges . Le processus laser diffère considérablement de ces méthodes traditionnelles de deux manières principales . First, le durcissement laser ne chauffe sélectivement que la zone illuminée, plutôt que le chauffage approfond Efficacité . Deuxièmement, le processus de chauffage lui-même est plus efficace, réduisant considérablement le temps de durcissement requis . pour les opérations de revêtement en poudre industrielle, cela améliore considérablement le débit de processus .
Comment fonctionne le durcissement du revêtement en poudre laser?
La configuration de base d'un système de durcissement laser est relativement simple . Le faisceau de sortie d'un système laser à diode haute puissance est remodelé et homogénéisé via un système optique, puis projeté sur la surface de la pièce pour ne chauffer que les zones sélectionnées .
Les faisceaux laser à grande surface utilisés dans le processus de durcissement du laser peuvent être personnalisés en forme et en taille pour couvrir les zones aussi petites que quelques pouces de la côté à plusieurs pieds de large et en diamètre . en fonction de la configuration du faisceau, une seule pièce ou des pans de pièces peut être illuminée simultanée . des sources laser supplémentaires peuvent être utilisées pour illuminer.
Une autre approche pour des pièces ou des pièces plus grandes avec des formes hautement incurvées consiste à monter l'optique de projection laser sur un bras robotique . Cela permet de déplacer la poutre à travers la surface de la partie, même à différents angles, guérissant le revêtement de poudre lorsqu'il se déplace .
Le durcissement laser utilise des systèmes laser à diodes à haute puissance car ils offrent plusieurs avantages clés dans cette application .. Tout d'abord, leur sortie peut être facilement convertie en une faisceau rectangulaire (ainsi que d'autres formes de faisceau) avec une distribution d'intensité uniforme . Il est difficile à réaliser avec la plupart des lasers hautement focalisés et arrondis
Deuxièmement, les systèmes laser à diode ont l'efficacité électronique la plus élevée de tous les types laser, dépassant généralement 50% . en outre, les longueurs d'onde infrarouges produites par les lasers à diode pénètrent plusieurs microns en dessous de la surface du revêtement . substrat . Parce que le processus laser diode évite le chauffage en vrac du composant, les temps de refroidissement sont considérablement réduits, ce qui permet de guérir le laser sur les matériaux sensibles à la température .
Avantages du durcissement du revêtement en poudre laser
Le durcissement au laser est une technologie innovante qui surmonte les limites des méthodes plus anciennes, offrant des résultats de haute qualité plus rapidement et à un coût inférieur . les avantages clés des revêtements de poudre à laser incluent:
Vitesse
Les lasers à diodes infrarouges fournissent un chauffage rapide et localisé qui guérit les revêtements en poudre en quelques minutes . après le revêtement se solidifie, le matériau sous-jacent refroidit rapidement . En revanche, les fours conventionnels nécessitent des dizaines de minutes pour chauffer uniformément la partie entière, cure le revêtement de poudre, puis refroidir à nouveau .}
Efficacité énergétique
Les sources de lumière des diodes laser sont très efficaces électriquement, avec presque toute leur énergie dirigée vers la zone cible ., le laser chauffe sélectivement la poudre efficacement, ce qui entraîne moins d'énergie utilisée pour chauffer la pièce et pratiquement aucune consommation d'énergie à l'environnement de four . et pratiquement aucune consommation d'énergie à l'environnement de four . et pratiquement aucune consommation d'énergie à l'environnement de four . et pratique
Pas de chaleur de déchets
Les systèmes de durcissement laser sont des fours "froids" qui n'émettent pratiquement pas de chaleur de déchets dans l'espace environnant, réduisant les exigences du système de contrôle de la température de l'équipement .
Contrainte thermique minimale
Le durcissement du revêtement en poudre laser convient aux matériaux sensibles à la chaleur tels que les plastiques et le bois, ainsi que des pièces délicates avec des caractéristiques métalliques minces .
Contrôle des processus
Le fonctionnement à température ambiante permet un contrôle précis de la température de revêtement à un Celsius plus ou moins 1 degré en utilisant des dispositifs de métrologie embarqués tels que les imageurs thermiques .
Flexibilité
Les fours laser comportent des capacités de démarrage / arrêt proche d'instants, ce qui signifie qu'aucun temps de ralenti ou d'échauffement n'est requis . en outre, la qualité de la pièce cible a un impact minimal sur les performances du revêtement car les chaleurs du four laser et surveillent les pièces à faible qualité ne peuvent pas être coiffées directement ensuite à des pièces à haute teneur en fonctions de qualité supérieure à haute qualité sans ouvrie problèmes .
Petite empreinte
Les systèmes de durcissement laser sont compacts et ne prennent pas plus d'espace de plancher que la pièce qu'ils traitent . en outre, le processus est intrinsèquement compatible avec le flux de pièces continu, minimisant l'empreinte globale et maximisant le débit de production .
Faible coût de possession
Les coûts d'exploitation sont réduits grâce à une consommation d'énergie réduite, aucune chaleur déchet générée (qui autrement chaufferait l'environnement de production environnant) et les dépenses d'entretien considérablement réduites .
Empreinte à faible teneur en carbone
L'efficacité énergétique électrique inhérente, l'élimination de la chaleur des déchets rayonnée par l'équipement, et le manque de consommables font tous un procédé laser un processus plus respectueux de l'environnement et durable .
Durcissement laser vs . fours de convection
Les fours à convection sont essentiellement des versions industrialisées et à l'échelle des fours de convection domestiques . sont placées à l'intérieur du four, et l'air est chauffé, généralement par un brûleur à gaz ou un élément de chauffage électrique ., l'air est diffusé dans tout le four pour chauffer uniformément la pièce . Les températures de currissement sont typique F .- Bien que les fours puissent être réglés plus haut pour atteindre les températures du substrat dans cette plage, les parties sont généralement cuites pendant 10 à 20 minutes pour guérir complètement .
L'inconvénient évident des fours de convection est leur inefficacité énergétique . Ils ont besoin de chauffer de grands volumes d'air ainsi que du four lui-même, et ils doivent augmenter la température de la partie entière, et pas seulement le revêtement de poudre . Les fours de revêtement en poudre de convection sont souvent des roulements gauche Cela gaspille le temps et l'énergie, et crée une grande empreinte carbone . Les fours de convection prennent également une quantité relativement importante d'espace de production .
Comparaison du durcissement au laser et des fours infrarouges
Les fours infrarouges transfèrent de l'énergie à la surface d'une pièce par chauffage radiatif, transférant l'énergie directement sans s'appuyer sur la convection ., ils utilisent une variété de sources lumineuses telles que les lampes en quartz, les émetteurs en céramique, ou les filaments de tungstène pour utiliser des radiations infrarouges . En outre, des unités, des unités de gaz d'émetteurs {2. Le gaz propane catalyse une réaction à la surface d'un émetteur spécialisé pour produire un rayonnement infrarouge sans flamme ouverte .
Le chauffage infrarouge est plus rapide et plus économe en énergie que le chauffage de convection . En fait, l'efficacité de conversion électrique à optique des lasers de diodes et des sources infrarouges traditionnelles est comparable . cependant, tandis que le durcissement infrarouge traditionnel a des similitudes avec le durcissement laser, les sources non-laser sont beaucoup moins efficaces .,
L'une des raisons à cela est que les radiateurs infrarouges non laser émettent un rayonnement à large bande . La plupart de ce rayonnement n'est pas bien absorbé par le revêtement en poudre et ne contribue donc pas directement au processus de durcissement . En outre, les chauffe-infrarouges rayonnent dans toutes les direction cavité . Ce type de chauffage rend difficile de surveiller le processus dans situ .
En revanche, les systèmes de durcissement au laser diode fournissent une gamme étroite de longueurs d'onde infrarouge dans un faisceau hautement dirigé ., en conséquence, la lumière laser est beaucoup plus absorbée par les particules de revêtement de poudre, qui favorise directement le processus de durcissement ., en outre, l'intensité du faisceau de laser dépasse de loin que les autres infractions infrarouges, SOW Curage est de loin. plus rapide .
Comment utiliser le durcissement du revêtement en poudre laser?
Le durcissement au laser est compatible avec presque tous les types de revêtements de poudre et de matériaux de substrat, ce qui le rend largement applicable . Les applications courantes incluent:
Amélioration de la résistance à la corrosion dans les composants automobiles, y compris les roues, les composants du châssis et les pièces de sous-corps
- Augmenter la durabilité des composants des avions et assurer la protection des conditions extrêmes
- Fournir une finition forte et attrayante aux produits de consommation tels que les réfrigérateurs, les machines à laver, les fours et les meubles d'extérieur
- Amélioration de la résistance aux intempéries dans les composants de construction tels que les cadres de fenêtres et les balustrades
- Protéger des machines, des outils et des boîtiers industriels contre l'usure et les environnements difficiles
- Fournir une isolation et une protection électriques pour les boîtiers métalliques, les châssis et les connecteurs dans l'équipement industriel
- Création de revêtements biocompatibles et antimicrobiens pour l'équipement hospitalier et les dispositifs médicaux
De la production automobile à la fabrication de dispositifs médicaux, le revêtement en poudre est une technologie largement utilisée . Les industries clés comprennent: l'automobile, l'équipement agricole, l'aérospatiale, l'équipement, la construction et la construction, les meubles, l'équipement industriel, l'électronique, les dispositifs médicaux
