Usuwanie farb i czyszczenie laserem staje się trendem w branży. Dzięki dostępności laserów pulsacyjnych ns klasy przemysłowej o średniej mocy powyżej 1 kW pojawiła się możliwość przetwarzania wielu materiałów i struktur z komercyjnie możliwymi prędkościami. Zazwyczaj lasery te mają moc szczytową impulsu powyżej 100 kW i zwykle powyżej 1 MW. Wysoka moc szczytowa gwarantuje interakcję z prawie każdym materiałem, prowadząc do ablacji, oderwania lub rozkładu, w zależności od wielkości wiązki i właściwości materiału. Takie lasery klasy przemysłowej oparte są na przełączaniu q lub wzmacnianiu mocy sygnałów diodowych, zapewniając impulsy o wysokiej mocy szczytowej. Każdy impuls to pakiet energii, który może odparować objętość lub zestaw powłoki, albo stopić i zrestrukturyzować jej powierzchnię, albo oderwać ją od podłoża.
W przypadku samolotów obronnych i komercyjnych wykonano już szereg projektów dotyczących laserowego usuwania farb i powłok. Systemy LADS I i LADS II oraz ARBSS zostały opracowane i przetestowane na samolotach i ich częściach. W 2017 r. Singapurskie linie lotnicze uruchomiły komercyjny laserowy system usuwania farby, wykorzystujący dużego 8-osiowego robota firmy NTS i zaawansowane skanery firmy EWI. Przemysł morski oferuje szerszy zakres zastosowań, z potencjalnym rocznym rynkiem usuwania farb do statków handlowych wynoszącym zaledwie około 300 milionów dolarów, co przewyższa liczbę samolotów szacowaną na 250 milionów dolarów na całym świecie.
W przypadku wprowadzenia na rynek innych, bardziej zlokalizowanych procesów, takich jak wymiana powierzchni wałów i śmigieł, selektywne usuwanie rdzy i korozji itp., Szacunkowa wartość wzrasta do 2,3 mld USD rocznie. Z drugiej strony dostępność rynku jest niska, ponieważ sektor cierpi z powodu niskiego wykorzystania komercyjnego, a tylko zyskowne obszary pozostają w transporcie LPG / LNG, rejsach wycieczkowych, prywatnych łodziach i promach.
Powłoki przeznaczone do zastosowań morskich są znacznie grubsze, zwykle ~ 1 mm. Różnice w grubości powłoki są znacznie mniej kontrolowane, a konsystencja powłoki często zmieniała się podczas pracy. Degradacji powłoki towarzyszy zwykle głęboka korozja podłoża. Dostęp do skomplikowanych geometrii konstrukcyjnych jest prawie niemożliwy. Ponadto powierzchnia statku handlowego jest bardzo ważna i opóźnienia w stoczni musiały zostać zminimalizowane.
Stawki usuwania
Badane są dwa główne zastosowania - usuwanie farby i usuwanie rdzy. Panamax, średniej wielkości komercyjny statek morski, ma około 19000 m2 powierzchni zewnętrznej. CW i QCW CO2 to technologie laserowe, które emitują do 30 kW. Wskazują na doskonałą interakcję z farbą organiczną, ale wykazały, że wydajność usuwania wynosi zaledwie 22 500 mm3 / kW. Minuta. W oparciu o powierzchnię i objętość farby statku morskiego Panamax operacja zajęłaby aż 130 dni przy 1 kW mocy lasera.
Korzystnie, potrzebne są prędkości procesu około 10 razy, aby komercyjny przypadek wykorzystania 4 do 6 kW całkowitej mocy lasera mógł być rozłożony wokół statku w 3 do 4 warsztatach, a zadanie można rozwiązać w ciągu tygodnia. Inną opcją jest zastosowanie impulsów ns o niskiej energii od 0,1 do 12 mJ przy wysokich częstotliwościach powtarzania od 100 do 1000 kHz, osiągając większy zakres pokrycia rastrem i jednocześnie skupiając się na wystarczająco małych punktach, aby zachować poziomy natężenia napromienienia powyżej progu ablacji.
Powoduje to znacznie niższą szybkość usuwania, blisko 2000 mm3 / kW. Minutę, ponieważ zwiększony zasięg pokrycia przez zmniejszenie wielkości plamki i energii impulsu, matematycznie prowadzi do niewielkiego wzrostu szybkości usuwania, w odwrotnej proporcji do energii impulsu. Wzrost szybkości usuwania jest jednak ograniczony przez wielkość najmniejszego rozmiaru plamki teoretycznie i praktycznie osiągalnego. Wreszcie, ponieważ ciepło stale dyfunduje do materiału przy CW lub powyżej 200 kHz, obie te technologie mogą termicznie wpływać na podłoże.
