レーザーでサビを落とす

Apr 08, 2023

レーザー洗浄の最も重要な用途の 1 つは、錆の除去です。さびは、金属表面の外側に発生する酸化物質の薄い層です。錆を除去する伝統的な技術は、サンディング、化学処理、サンドブラスト、ドライアイスブラストなどです。これらの技術は、非常に時間がかかるか、環境に大きな影響を与えます。

レーザー洗浄による錆の除去では、ほぐれた汚れを周囲に追い出す大きな力は発生しませんが、短時間で大きな表面を洗浄することもできます。たとえば、わずか 1 時間で車をベアメタルまで完全に剥がすことができます。レーザービームで錆を除去するには、レーザーガンを錆層に向けて、ゆっくりと表面全体を通過させます。ビームは前後にすばやく動き、幅 5 ～ 15 cm をカバーします。短いが高度に集束されたレーザーパルスにより、さび層の温度は急速に非常に高くなります。この急速で強力な加熱には 2 つの効果があります。

汚染の蒸発

さび層は非常に短時間で非常に強力に加熱され、蒸発します。さび層の主要部分はこのように消えます。サビの層が薄いほど、そのように除去される割合が大きくなります。この蒸発が起こると、レーザー銃によって抽出されるガスが発生します。これらのガスは、さまざまなフィルターを通って送られます。排気設備の出口側では、きれいな空気が設備から排出されるため、建物内や狭い場所での作業が可能になります。

汚染の緩和

さび層の急速な加熱には、2 つ目の興味深い効果もあります。小さな熱衝撃波が発生します。これは実際には、局所的な熱と直接環境との温度差の結果としての強い振動です。この振動はミニバールと比較することができ、最下層からすべての大きな錆の破片を壊します. 金属表面とさび層の間に非常に薄い層が生じ、急速に膨張してさび層を押しのけます。

さびの層が非常に薄い場合、この効果が発生する前にさびはすでに蒸発していますが、より厚い汚染層と厚いさびの塊では、この効果が存在します。
バリ取りのように飛散する粒子の心配はありません。通常、パーティクルは 10-20 cm ジャンプしてから落下します。これが、粒子が飛散して環境を汚染することができない場所にレーザーによる錆の除去が非常に適している理由でもあります。これは、サンディングまたはドライアイスブラストで発生します。

下にある金属の過熱

上記の説明により、大熱が下にある金属を非常に強く加熱し、それを変形させたり、他の表面特性を与えることさえあると感じるかもしれません。それほど真実ではありません。

通常は、レーザークリーニングの直後に、クリーニング済みの表面に手を置くことができます。 40度～60度の温度上昇を計測しておりますのでご安心ください。根本的な説明は次のとおりです。レーザー光線は錆の層に吸収されますが、下にある金属層で反射します。反射のため、ビームは再び錆の層に入りますが、下にある金属には戻りません。これは、レーザークリーニングが、光をある程度反射できる下層でうまく機能する理由も説明しています。つや消しの黒い表面から汚染を取り除くことは、レーザーで行うのは簡単なことではありません。