La eliminación de pintura y la limpieza con láser se están convirtiendo en una tendencia en la industria. Con la disponibilidad de láseres pulsados de grado industrial ns con una potencia promedio superior a 1 kW, surgió la capacidad de procesar muchos materiales y estructuras a velocidades comercialmente factibles. Por lo general, estos láseres tienen una potencia pico de pulso más allá de 100 kW y típicamente más allá de 1 MW. La interacción con casi cualquier material está garantizada con el alto pico de potencia, lo que lleva a la ablación, desprendimiento o descomposición, dependiendo del tamaño del haz y las propiedades del material. Dichos láseres de grado industrial se basan en la conmutación q o la amplificación de potencia de las señales de diodos, proporcionando pulsos de potencia de pico alto. Cada pulso es un paquete de energía que puede evaporar un volumen o un conjunto de recubrimiento, o fundir y reestructurar su superficie, o separarlo de su sustrato.
Para aviones de defensa y comerciales, ya se han realizado una serie de proyectos sobre eliminación de pintura y revestimiento con láser. Los sistemas LADS I y LADS II y ARBSS se han desarrollado y probado en aeronaves y componentes de aeronaves. En 2017, Singapore Airlines comisionó un sistema comercial de eliminación de pintura láser, utilizando un robot grande de 8 ejes por NTS y escáneres avanzados por EWI. La industria marina ofrece una gama más amplia de aplicaciones, con un mercado anual potencial para la eliminación de pintura de embarcaciones comerciales de aproximadamente $ 300 millones, que excede el de las aeronaves estimadas en $ 250 millones en todo el mundo.
Si se introducen en el mercado otros procesos más localizados, como el revestimiento de ejes y hélices, la eliminación selectiva de óxido y corrosión, etc., la estimación aumenta a $ 2.3 mil millones por año. Por otro lado, la accesibilidad al mercado es baja porque el sector sufre una baja utilización comercial y solo quedan áreas rentables en el transporte de GLP / GNL, el crucero, el barco privado y el transporte en ferry.
Los recubrimientos destinados a aplicaciones marinas son mucho más gruesos, generalmente ~ 1 mm. Las variaciones en el espesor del recubrimiento están mucho menos controladas, y la consistencia del recubrimiento ha cambiado con frecuencia durante el servicio. Cualquier degradación del revestimiento suele ir acompañada de corrosión profunda del sustrato. El acceso a geometrías estructurales complejas es casi imposible. Además, el área de superficie de un buque comercial es muy importante y los retrasos en los astilleros tuvieron que ser minimizados.
Tasas de eliminación
Se examinan dos aplicaciones principales: eliminación de pintura y eliminación de óxido. Panamax, la embarcación comercial de tamaño medio, tiene alrededor de 19000 m2 de superficie externa. CW y QCW CO2 son tecnologías láser que emiten hasta 30 kW. Indican una excelente interacción con la pintura orgánica, pero han mostrado tasas de eliminación que se aproximan a 22,500 mm3 / kW.minuto. Según la superficie y el volumen de pintura de la embarcación marítima Panamax, la operación tomaría hasta 130 días con 1 kW de potencia láser.
Preferiblemente, se necesitan velocidades de proceso de aproximadamente 10 veces para que un caso comercial de uso de 4 a 6 kW de potencia láser total se pueda distribuir alrededor del buque en 3 a 4 talleres y la tarea se pueda abordar en una semana. Otra opción es utilizar pulsos ns de baja energía de 0.1 a 12 mJ a altas tasas de repetición de pulsos de 100 a 1000 kHz, logrando un rango de cobertura más alto por trama y al mismo tiempo enfocarse en puntos suficientemente pequeños para preservar los niveles de irradiancia por encima del umbral de ablación.
Esto da como resultado una tasa de eliminación mucho más baja, cercana a 2,000 mm3 / kW.minuto porque la tasa de cobertura aumentada por la disminución del tamaño del punto y la energía del pulso, matemáticamente conduce a un ligero aumento de la tasa de eliminación, en proporción inversa a la energía del pulso. Sin embargo, el aumento en la tasa de eliminación está restringido por el tamaño del punto de manchado más pequeño que se puede lograr teórica y prácticamente. Finalmente, como el calor se difunde continuamente en el material a CW o por encima de 200 kHz, ambas tecnologías pueden afectar térmicamente el sustrato.
