Le nettoyage plasma et le nettoyage laser sont des méthodes avancées de préparation de surface utilisées pour améliorer la qualité des surfaces avant les procédés de fabrication tels que le soudage, le revêtement et le collage. Alors que le nettoyage laser utilise l'énergie lumineuse pour éliminer les contaminants, le nettoyage plasma utilise un gaz ionisé appelé plasma.
De nombreux fabricants peinent à comprendre les différences entre ces deux techniques de nettoyage sans contact, car elles éliminent toutes deux le recours aux solvants ou aux produits chimiques, contrairement au nettoyage chimique traditionnel. De plus, elles sont de plus en plus préférées aux méthodes abrasives comme le sablage et le nettoyage cryogénique.
Qu'est-ce que le nettoyage au plasma
Le nettoyage au plasma est une méthode qui utilise le plasma (un gaz ionisé) pour éliminer les contaminants de surface en les carbonisant. Le plasma est créé en chauffant des molécules de gaz, comme l'argon ou l'oxygène, jusqu'à ce qu'elles deviennent ionisées, ce qui signifie que les atomes et les molécules portent une charge électrique.
Ce procédé de nettoyage polyvalent est efficace sur une grande variété de surfaces, notamment les plastiques, les métaux et la céramique. Il élimine efficacement les contaminants organiques tels que l'huile, la poussière, les électrolytes et la peinture. Cependant, il est moins efficace contre d'autres types de contaminants, comme la rouille et les oxydes.
Qu'est-ce que le nettoyage au laser
Le nettoyage au laser est un procédé qui utilise l'ablation laser pour éliminer les contaminants de surface. Un faisceau lumineux concentré, dirigé vers la surface, transfère de l'énergie aux contaminants. En absorbant cette énergie, ils rompent leurs liaisons chimiques avec le substrat, provoquant leur vaporisation sous forme de poussière et de fumées.
Principalement utilisé pour les métaux, le nettoyage laser est également efficace sur la céramique et la pierre, mais il est généralement inadapté aux plastiques et au caoutchouc. Cette méthode permet d'éliminer un large éventail de polluants, notamment les oxydes, la corrosion, la peinture, l'huile, la poussière et les électrolytes. En revanche, elle est moins efficace pour éliminer les calamines épaisses.
Principales différences entre le nettoyage au laser et le nettoyage au plasma
1. Rapidité du processus de nettoyage
Le nettoyage laser est nettement plus rapide que le nettoyage plasma. Ce dernier présente un cycle de fonctionnement relativement lent en raison du temps passé à déplacer les pièces mécaniques par rapport au temps de nettoyage réel.
Le nettoyage laser utilise des miroirs rotatifs ultra-rapides (miroirs galvo) pour diriger le faisceau laser. Par exemple, dans la fabrication de batteries, il ne faut qu'environ 100 microsecondes pour déplacer le laser d'une cellule à l'autre lors de la préparation des surfaces à souder.
En revanche, le nettoyage au plasma nécessite le déplacement d'une buse au-dessus de la surface grâce à un système de portique. Ces mouvements mécaniques sont plus lents que ceux des miroirs galvaniques, ce qui rallonge le processus de nettoyage, notamment dans la fabrication de batteries, où la buse doit être positionnée au-dessus de chaque cellule.
2. Résistance mécanique des soudures
Lors de la préparation des surfaces pour le soudage, le nettoyage au laser produit des soudures plus solides et plus uniformes que le nettoyage au plasma. Ceci est crucial dans les industries aux spécifications strictes, comme le secteur des batteries, où l'assurance qualité exige 6 sigma (3, 4 défauts par million) ou même 7 sigma (0, 02 défaut par million) .
Les soudures traitées par nettoyage au plasma échouent généralement sous 1 000 gf (grammes-force) et ont souvent du mal à respecter les limites de spécification, avec un indice de capacité du processus (Cpk) inférieur à 1. En revanche, les soudures nettoyées au laser se brisent entre 3 000 et 5 000 gf, atteignant systématiquement un Cpk proche de 2.
3. Qualité du nettoyage
Dans certains cas, le nettoyage plasma peut laisser des résidus carbonisés difficiles à éliminer, même avec des étapes de nettoyage secondaires. Ce problème est particulièrement problématique pour les fabricants travaillant avec des oxydes.
Le nettoyage laser, comme le nettoyage plasma, varie en efficacité selon les contaminants. Lorsque les contaminants absorbent efficacement la longueur d'onde du laser, ils sont vaporisés, ne laissant aucun résidu à la surface. Par exemple, la longueur d'onde de 1 064 nm est bien absorbée par divers contaminants, notamment les oxydes, la poussière, les huiles, les revêtements et les électrolytes. Cependant, certains contaminants, comme les vernis transparents, peuvent ne pas être efficacement éliminés à cette longueur d'onde.
4. Niveau de rugosité
Les systèmes de nettoyage laser peuvent nettoyer et rendre les surfaces rugueuses, assurant ainsi une préparation complète pour des applications telles que le collage. En revanche, le nettoyage plasma se limite à éliminer les contaminants sans altérer la rugosité de la surface.
La technologie plasma était autrefois la méthode privilégiée pour les applications de nettoyage nécessitant l'absence de solvants, d'abrasifs et de produits chimiques. Cependant, les progrès rapides de la technologie laser ont depuis amélioré son efficacité et son efficience.
Par conséquent, de nombreux fabricants passent désormais du nettoyage au plasma à la technologie laser pour répondre à leurs exigences de production en matière de rapidité et de cohérence.
