1. Background di ricerca
Con l'applicazione di materiali in lega di alluminio e magnesio e materiali compositi nell'industria aeronautica, le prestazioni dell'aereo, in particolare la velocità di volo, sono state notevolmente migliorate, e sono stati imposti requisiti più elevati alle prestazioni del rivestimento della pelle dell'aereo, ad esempio come l'aereo di fronte al vento e agli aerei.
Le ali richiedono una maggiore resistenza alla temperatura, resistenza ai raggi UV, resistenza ai cicli di congelamento-scongelamento, resistenza all'abrasione e resistenza alla pioggia, ecc., E quindi hanno un rivestimento sulla superficie del rivestimento del rivestimento dell'aeromobile e prestazioni di rivestimento molto elevate.
Quando la pelle dell'aeromobile è dipinta, deve considerare completamente l'abbinamento di primer, topcoat e substrato. Prima del dipinto, la superficie della pelle dell'aeromobile deve essere pretrattata. Il metodo di trattamento superficiale non può essere utilizzato per migliorare l'adesione mediante sabbiatura. Generalmente, l'anodizzazione dell'acido cromico, il trattamento di ossidazione dell'arodio e il primer di fosfatazione sono generalmente selezionati. Metodi di trattamento Dopo il trattamento superficiale, è necessario rivestire la superficie dell'aeromobile con un primer. Per la pelle dell'aeromobile, il primer deve avere una buona adesione alla pelle dell'aeromobile, un'eccellente resistenza alla corrosione, resistenza al calore, resistenza agli urti, elasticità e resistenza all'olio liquido alla macchina, e dovrebbe anche essere con la finitura della pelle dell'aeromobile. Dovrebbe avere una buona corrispondenza. Allo stato attuale, una vasta gamma di primer per la pelle utilizzati negli aerei sono primer epossidici, primer acrilici, primer vinil cloruro e primer poliuretanici. Dopo l'applicazione di uno strato di primer, sulla superficie della pelle dell'aeromobile viene applicato uno speciale rivestimento protettivo ad alte prestazioni, comprendente principalmente rivestimenti fenolici, rivestimenti alchidici, rivestimenti epossidici e rivestimenti fluorocarbonici.
Danni alla superficie dell'aeromobile o normali interventi di manutenzione ogni anni (normalmente da 4 a 6 anni) richiedono la rimozione del vecchio rivestimento e il nuovo rivestimento applicato nuovamente. Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo dell'industria aeronautica, il numero di aerei passeggeri, aerei da trasporto e aerei da caccia sta aumentando. La rimozione della vernice sulla superficie della pelle è spesso uno dei problemi nella riverniciatura. Sono emerse varie tecnologie di rimozione della vernice.
2. Panoramica delle tradizionali tecniche di rimozione della vernice
Al momento, ci sono principalmente tre tipi di metodi di pulizia tradizionali:
(1) Metodo di pulizia meccanica, che utilizza raschiatura, strofinamento, spazzolatura o sabbiatura per raggiungere lo scopo di rimuovere lo sporco superficiale;
(2) Metodo di pulizia chimica a umido, che utilizza agenti di pulizia organici, a spruzzo, a doccia o vibrazioni ad alta frequenza per rimuovere l'olio e altri accessori di superficie;
(3) metodo di pulizia ad ultrasuoni, il metodo è quello di mettere le parti in acqua o solventi organici, l'uso di pulizia ad ultrasuoni pulizia dello sporco.
Per la rimozione dei rivestimenti sulle pelli degli aeromobili, i metodi di pulizia tradizionali adatti sono la pulizia meccanica e i metodi di pulizia chimica a umido. Il metodo meccanico è semplice e l'operazione è flessibile, ma l'intensità del lavoro è elevata, l'inquinamento acustico è grave e lo sporco che viene separato dalla superficie è facilmente ri-adsorbito sulla superficie pulita per formare un inquinamento secondario. Inoltre, se il processo operativo non è selezionato correttamente, sarà difficile mantenere l'accuratezza della superficie di decontaminazione e causerà anche danni permanenti alla superficie dei componenti. Questo deve essere fatto con particolare attenzione durante la pulizia della pelle dell'aeromobile. Al fine di migliorare la precisione, l'uso di attrezzature avanzate è molto costoso. Prendendo come esempio una levigatrice di sabbia importata, il costo di un tale dispositivo è pari a $ 300.000. Il costo è estremamente alto. Per diversi materiali e superfici di durezza, la forma dei grani abrasivi e la tecnologia operativa (come la pressione di iniezione, il volume dell'aria compressa, ecc.) Sono tutti speciali. I requisiti e le normative limitano la portata del loro utilizzo, ma è anche difficile garantire che la superficie di pulizia non venga danneggiata. A causa della particolare forma dell'aeromobile, l'uso della pulizia meccanica non è ovviamente la scelta migliore.
I metodi di pulizia chimica bagnata sono più estesi dei metodi di pulizia meccanica. Generalmente utilizza acido, soluzione alcalina e detergente speciale per rimuovere il rivestimento. Sebbene l'inibitore di corrosione sia aggiunto nella soluzione detergente, è difficile da controllare efficacemente a causa del tempo e la soluzione acida e alcalina causa ancora diversi gradi di corrosione al substrato. Ad esempio, quando la superficie metallica viene pulita con una soluzione acida, la corrosione del substrato con la soluzione acida inizia con la dissoluzione della superficie della pelle; poiché il metallo è un processo di corrosione elettrochimica caratterizzato dalla precipitazione di idrogeno atomico durante il processo di attacco acido, Quando gli atomi di idrogeno prodotti dal metallo durante il processo di corrosione non si combinano rapidamente con gli atomi di idrogeno costituenti, alcuni degli atomi di idrogeno si diffonderanno attraverso la superficie metallica nel metallo e causare infragilimento da idrogeno. Sebbene le pelli da combattimento e le loro principali componenti strutturali siano ancora dominate dalle leghe di alluminio, i materiali compositi sono sempre più utilizzati su aerei passeggeri, aerei da trasporto e moderni aerei da combattimento. Alcuni nuovi materiali compositi sono molto resistenti alle sostanze chimiche. Scadente, non adatto per la pulizia chimica. Allo stesso tempo, i rifiuti scaricati dopo la pulizia chimica causeranno gravi danni all'ambiente.
Si può vedere che il metodo tradizionale di rimozione della vernice è stato molto limitato nella pulizia della superficie della pelle dell'aeromobile, ed è ancora l'ultima risorsa per usarlo. Ovviamente, è necessario trovare un metodo di pulizia "verde" efficiente e rapido per soddisfare i requisiti di pulizia di alta precisione, alta pulizia e non dannosi sulla superficie del substrato.
3. La tecnologia di pulizia laser applicata alla rimozione della vernice è al centro dello sviluppo futuro
Dopo quasi quattro decenni di sviluppo, la tecnologia laser è diventata sempre più sofisticata ed è stata ampiamente utilizzata nella produzione industriale, nell'assistenza medica, nell'esercito e nell'intrattenimento. La tecnologia di pulizia laser è una nuova tecnologia che è emersa solo negli ultimi decenni. La ricerca correlata è iniziata a metà degli anni '80, ma i ricercatori hanno gradualmente prestato attenzione e sviluppato rapidamente all'inizio degli anni '90. La sua emergenza ha aperto la tecnologia laser nel settore. Nuove aree di applicazione e diventare un nuovo membro della famiglia di tecnologie di lavorazione laser. Come nuova tecnologia di pulizia, la tecnologia di pulizia laser è ora diventata un supplemento e un'estensione dei metodi di pulizia tradizionali e ha iniziato ad essere applicata in microelettronica, edilizia, centrali nucleari, aerospaziale, produzione automobilistica, assistenza medica, protezione del patrimonio culturale e altro campi.
3.1 Tecnologia di pulizia laser e sue caratteristiche
La tecnologia di pulizia laser si riferisce all'uso di irradiazione del raggio laser ad alta energia sulla superficie del pezzo in lavorazione, in modo che la superficie di sporco, ruggine, particelle o rivestimenti sia immediatamente evaporata o pelata, in modo da ottenere un processo pulito. Rispetto al tradizionale processo di pulizia, la tecnologia di pulizia laser ha le seguenti caratteristiche:
(1) Si tratta di una pulizia "a secco", non richiede pulizia del fluido o altre soluzioni chimiche, non porterà a inquinamento secondario, e la pulizia è molto più elevata Nel processo di pulizia chimica;
(2) La tecnologia di pulizia laser è mirata a una vasta gamma di oggetti per la pulizia, come varie particelle di ossido, ruggine, rivestimento e materia organica superficiale, mentre non è limitata dal materiale della matrice;
(3) Pulizia tradizionale Il metodo è spesso un'operazione a breve distanza, che ha una forza meccanica sulla superficie del substrato ed è facile da danneggiare il substrato; e la pulizia del laser è un'elaborazione senza contatto e può eseguire un'operazione a lunga distanza e i parametri di elaborazione del laser possono essere regolati senza danneggiare la superficie del substrato. Rimuovere efficacemente i contaminanti e rendere le superfici rinnovate come nuove;
(4) La pulizia laser può essere facilmente automatizzata con metodi moderni;
(5) Le apparecchiature di decontaminazione laser possono essere utilizzate per un lungo periodo di tempo con bassi costi operativi;
(6) La tecnologia di pulizia laser è una sorta di processo di pulizia "verde", eliminando lo spreco è una polvere solida, di piccole dimensioni, facile da immagazzinare, fondamentalmente l'ambiente crea inquinamento.
3.2 Selezione del laser durante la rimozione del laser
Quando si utilizza il laser per la pulizia, la scelta del laser è correlata al successivo lavoro di pulizia, quindi la scelta del laser è estremamente importante. Attualmente esistono molti tipi di laser, come i laser a CO2, i laser a stato solido Nd: YAG e i laser ad eccimeri. Questi tipi di laser possono soddisfare i requisiti della pulizia laser. Quale tipo di laser dovrebbe essere usato dipende dalla situazione specifica. I laser pulsati sono comunemente usati per la pulizia e talvolta vengono utilizzati laser continui. Per la rimozione del rivestimento (strato di lacca), i laser a CO2 funzionano meglio, in particolare i laser a CO2 TEA a impulsi sono promettenti in questo settore. Tuttavia, a causa del fatto che i laser a CO2 non possono essere trasportati da fibre ottiche, sono limitati nelle applicazioni di pulizia a distanza. Tuttavia, l'uso di laser YAG o anche laser a diodi per la pulizia laser offre un vasto spazio.
