La pulizia al plasma e la pulizia laser sono metodi avanzati di preparazione delle superfici utilizzati per migliorare la qualità delle superfici prima di processi di produzione come saldatura, rivestimento e incollaggio. Mentre la pulizia laser utilizza l'energia luminosa per eliminare i contaminanti, la pulizia al plasma impiega un gas ionizzato noto come plasma.
Molti produttori hanno difficoltà a comprendere le differenze tra queste due tecniche di pulizia senza contatto, poiché entrambe eliminano la necessità di solventi o sostanze chimiche, a differenza della pulizia chimica tradizionale. Inoltre, sono sempre più preferite rispetto ai metodi abrasivi come la sabbiatura e la sabbiatura con ghiaccio secco.
Che cosa è la pulizia al plasma
La pulizia al plasma è un metodo che utilizza il plasma, un gas ionizzato, per rimuovere i contaminanti superficiali carbonizzandoli. Il plasma viene creato riscaldando molecole di gas, come argon o ossigeno, fino a un punto in cui diventano ionizzate, ovvero gli atomi e le molecole trasportano una carica elettrica.
Questo versatile processo di pulizia è efficace su una varietà di superfici, tra cui plastica, metalli e ceramiche. Eccelle nella rimozione di contaminanti organici come olio, polvere, elettroliti e vernice. Tuttavia, è meno efficace contro altri tipi di contaminanti, come ruggine e ossidi.
Che cosa è la pulizia laser
La pulizia laser è un processo che impiega l'ablazione laser per eliminare i contaminanti superficiali. Un fascio di luce concentrato, diretto sulla superficie, trasferisce energia ai contaminanti. Quando assorbono questa energia, i loro legami chimici con il substrato si rompono, facendoli vaporizzare in polvere e fumi.
Utilizzata principalmente per i metalli, la pulizia laser è efficace anche su ceramiche e pietre, ma è generalmente inadatta per plastiche e gomma. Questo metodo può rimuovere un'ampia gamma di inquinanti, tra cui ossidi, corrosione, vernice, olio, polvere ed elettroliti. Tuttavia, è meno efficiente nella rimozione di spesse scaglie di laminazione.
Principali differenze tra la pulizia laser e la pulizia al plasma
1. Velocità del processo di pulizia
La pulizia laser è significativamente più veloce della pulizia al plasma. Quest'ultima ha un ciclo di lavoro relativamente lento a causa del tempo impiegato per muovere le parti meccaniche rispetto al tempo di pulizia effettivo.
La pulizia laser impiega specchi rotanti ultraveloci (specchi galvo) per dirigere il raggio laser. Ad esempio, nella produzione di batterie, ci vogliono solo circa 100 microsecondi per spostare il laser da una cella all'altra quando si preparano le superfici per la saldatura.
Al contrario, la pulizia al plasma richiede che un ugello si muova sopra la superficie utilizzando un sistema a portale. Questi movimenti meccanici sono più lenti degli specchi galvanici, il che comporta un processo di pulizia più lungo, specialmente nella produzione di batterie in cui l'ugello deve essere posizionato su ogni cella.
2. Resistenza meccanica delle saldature
Nella preparazione delle superfici per la saldatura, la pulizia laser produce saldature più resistenti e uniformi rispetto alla pulizia al plasma. Ciò è fondamentale nei settori con specifiche rigorose, come quello delle batterie, in cui la garanzia della qualità richiede 6 sigma (3,4 difetti per milione) o addirittura 7 sigma (0,02 difetti per milione).
Le saldature trattate con la pulizia al plasma in genere falliscono sotto i 1000 gf (grammi-forza) e spesso hanno difficoltà a rispettare i limiti delle specifiche, con un indice di capacità di processo (Cpk) inferiore a 1. Al contrario, le saldature pulite al laser si rompono tra 3000-5000 gf, ottenendo costantemente un Cpk vicino a 2.
3.Qualità della pulizia
In alcuni casi, la pulizia al plasma può lasciare residui carbonizzati difficili da rimuovere, anche con fasi di pulizia secondarie. Ciò è particolarmente problematico per i produttori che hanno a che fare con gli ossidi.
La pulizia laser, come la pulizia al plasma, varia in efficacia a seconda dei contaminanti. Quando i contaminanti assorbono efficacemente la lunghezza d'onda del laser, vengono vaporizzati, senza lasciare residui sulla superficie. Ad esempio, la lunghezza d'onda di 1.064 nm è ben assorbita da vari contaminanti, tra cui ossidi, polvere, oli, rivestimenti ed elettroliti. Tuttavia, alcuni contaminanti, come le vernici trasparenti, potrebbero non essere rimossi efficacemente con questa lunghezza d'onda.
4. Livello di rugosità
I sistemi di pulizia laser possono pulire e irruvidire le superfici, fornendo una preparazione completa della superficie per applicazioni come l'incollaggio adesivo. Al contrario, la pulizia al plasma si limita a rimuovere i contaminanti senza alterare la rugosità della superficie.
La tecnologia al plasma era un tempo il metodo preferito per le applicazioni di pulizia che richiedevano di evitare solventi, abrasivi e sostanze chimiche. Tuttavia, i rapidi progressi nella tecnologia laser ne hanno migliorato l'efficacia e l'efficienza.
Di conseguenza, molti produttori stanno ora passando dalla pulizia al plasma alla tecnologia laser per soddisfare le loro esigenze di produzione in termini di velocità e coerenza.
