La neteja per làser és aclamada com "la tecnologia de neteja verda amb més potencial de desenvolupament al segle XXI". És capaç d'alterar l'estructura del gra i l'orientació de la superfície del substrat sense causar danys. A més, permet controlar la rugositat de la superfície, millorant així el rendiment integral de la superfície del substrat. La neteja làser és aclamada com "la tecnologia de neteja verda amb més potencial de desenvolupament al segle XXI". És capaç d'alterar l'estructura del gra i l'orientació de la superfície del substrat sense causar danys. A més, permet controlar la rugositat de la superfície, millorant així el rendiment integral de la superfície del substrat.
Amb l'acceleració de la industrialització i l'avenç constant dels objectius de "Dual Carbon" (picc de carboni i neutralitat de carboni), la neteja per làser està substituint gradualment els processos de neteja tradicionals en molts sectors. S'ha convertit cada cop més en una tecnologia de fabricació d'equips indispensable en camps de fabricació de gamma alta-com ara la indústria general, la defensa, la construcció naval i l'aeroespacial.
El concepte de neteja amb làser es va originar a mitjans-de 1980. El seu principi es basa en les característiques dels raigs làser, com ara una alta densitat d'energia, direcció controlable i una gran capacitat d'enfocament. Aquestes propietats permeten que el làser interaccioni amb els contaminants units al substrat de la peça-com ara taques d'oli, taques d'òxid, residus de pols, recobriments, capes d'òxid o pel·lícules, fent que es separin del substrat mitjançant mecanismes com ara l'expansió tèrmica instantània, la fusió i la volatilització del gas.
Tot el procés de neteja làser és complex i es pot dividir aproximadament en vaporització/descomposició làser, ablació làser, expansió tèrmica de partícules contaminants, vibració de la superfície del substrat i despreniment de contaminants. Actualment, hi ha mètodes com ara la neteja per ablació làser, la neteja làser assistida-de pel·lícula líquida i la neteja amb ones de xoc làser. Aquests mètodes poden netejar de manera estable i eficaç diverses superfícies de substrat regulars, inclosos metalls, aliatges, vidre i diversos materials compostos.
|
Element de comparació |
Neteja làser |
Neteja química |
Polit mecànic/espoliat |
|
Mètode de neteja |
Tipus làser sense -contacte |
Tipus de contacte amb un agent de neteja químic |
Tipus de contacte mecànic/paper de vidre |
|
Dany a la peça de treball |
Sense danys |
Perjudicial |
Perjudicial |
|
Eficiència de neteja |
Alt |
Baixa |
Baixa |
|
Consumibles |
Només electricitat |
Agents de neteja químics |
Paper de vidre, moles, pedres d'oli |
|
Efecte de neteja |
Alta neteja |
Mitjana, desigual |
Mitjana, desigual |
|
Neteja de precisió |
Controlable amb precisió, alta precisió |
Incontrolable, poca precisió |
Incontrolable, precisió mitjana |
|
Contaminació |
Sense contaminació |
Contamina el medi ambient |
Contamina el medi ambient |
|
Funcionament manual |
Funcionament senzill Fàcil d'integrar amb l'automatització |
Procés complex, alts requisits operatius Requereix mesures contra la-contaminació |
Consum{0}}temps i laboriós Requereix mesures contra la-contaminació |
|
Inversió de costos |
Alta inversió inicial Sense consumibles, baix cost de manteniment |
Inversió inicial baixa Cost consumible extremadament elevat |
Alta inversió inicial Alt consumible i cost laboral |
Avantatges comparatius de la tecnologia de neteja làser
Aplicació de la neteja làser en la fabricació de bateries de liti intel·ligents
Actualment, la neteja per làser s'ha convertit en un mètode principal per al tractament de la superfície de la bateria i s'utilitza àmpliament en els tres principals processos de producció de bateries d'energia: fabricació de plaques d'elèctrodes, fabricació de cèl·lules i muntatge de bateries. Mitjançant l'ús de fonts làser, capçals de neteja i programari de control mitjançant un control integrat per ordinador, aquesta tecnologia millora significativament el nivell de tecnologia de fabricació de bateries.
1. Neteja làser de plaques d'elèctrodes
Durant el recobriment dels materials d'elèctrode en col·lectors de corrent positiu i negatiu, les làmines metàl·liques s'han de netejar. El col·lector de corrent positiu comú és paper d'alumini, mentre que el col·lector de corrent negatiu és paper de coure. Per garantir l'estabilitat dels col·lectors de corrent dins de la bateria, la puresa d'ambdós materials ha de ser superior al 98%.
La neteja tradicional amb etanol humit pot causar danys fàcilment a altres components de les bateries de liti. L'ús de la neteja làser per a làmines metàl·liques no només millora l'eficiència del procés de neteja i conserva els recursos de neteja, sinó que també estableix un-monitoratge en temps real de les dades del procés de neteja i una avaluació quantitativa dels resultats de la neteja, cosa que pot millorar eficaçment la consistència de la producció massiva de plaques d'elèctrodes.
2 Neteja làser abans de la soldadura de la bateria
En els darrers anys, la soldadura per làser s'ha convertit en un equip estàndard a les línies de producció de bateries d'energia i s'utilitza àmpliament en la soldadura de pestanyes de bateries d'alimentació, agulles de segellat, barres i mòduls de bateries. Una superfície neta i uniforme és un requisit previ fonamental per aconseguir una soldadura i unió reeixida i duradora. Per tant, realitzar un tractament superficial a les zones de soldadura abans de la soldadura per eliminar els contaminants de les unions de soldadura pot millorar eficaçment la qualitat de la soldadura i reduir els costos.
Comparació de la neteja de terminals
La neteja per làser s'aplica en els processos de neteja per a pins de segellat i plaques adaptadores a l'etapa de cèl·lules, barres colectores i terminals a l'etapa de mòduls, així com pel·lícules blaves d'una cel·la-, silicona i recobriments. Elimina eficaçment contaminants, pols i altres residus de diverses superfícies finals, servint de preparació per a la soldadura de la bateria i reduint els defectes de soldadura.
3 Neteja làser durant el muntatge de la bateria
Per evitar accidents de seguretat relacionats amb bateries de liti, sovint s'aplica cinta adhesiva externa a les cèl·lules de les bateries de liti per proporcionar aïllament. Això evita curtcircuits, protegeix les línies de circuits i evita rascades.
Neteja de capes d'òxid a les soldadures de la safata de la bateria
La neteja per làser s'aplica a les soldadures CMT a les safates del paquet de bateries, recobriments electroforètics a les cobertes superiors del paquet de bateries, capes d'òxid al llarg de pistes de segellador a les carcasses del paquet de bateries i capes d'òxid a les plaques base protectores abans de la soldadura. Aquest procés millora l'adhesió per a l'aplicació de cinta adhesiva o segellador. Atès que el procés de neteja no genera contaminants nocius, aquest mètode de neteja ecològic i respectuós amb el medi ambient és cada cop més important en el context d'una major consciència ambiental.
Avantatges de la neteja amb làser
1 Avantatges ambientals
La neteja làser és un mètode de neteja "verd" que no requereix cap agent químic ni líquid de neteja. Els residus eliminats consisteixen gairebé en la seva totalitat en pols sòlid, de petit volum, fàcil d'emmagatzemar, reciclable, no implica reaccions fotoquímiques i no genera contaminació. Pot resoldre fàcilment els problemes de contaminació ambiental associats a la neteja química. Sovint, un sol ventilador d'escapament és suficient per gestionar els residus generats pel procés de neteja.
2 Avantatges d'efectivitat
Els mètodes de neteja tradicionals sovint es basen en contacte-, exercint una força mecànica sobre la superfície de l'objecte que es neteja, que pot danyar la superfície. Alternativament, el medi de neteja pot adherir-se a la superfície de l'objecte, fent-se impossible d'eliminar i provocar una contaminació secundària. La naturalesa no-abrasiva i sense-de contacte de la neteja làser, combinada amb la seva manca d'efectes tèrmics, garanteix que el substrat no es faci malbé, resolent aquests problemes de manera efectiva.
Sistema de neteja làser de paper de bateries de liti
3 Avantatges de control
Els làsers es poden transmetre a través de fibres òptiques i integrar-se amb manipuladors i robots per facilitar el funcionament remot. Són capaços de netejar zones de difícil accés amb els mètodes tradicionals, garantint la seguretat del personal quan s'utilitzen en entorns perillosos.
4 Avantatges de comoditat
La neteja amb làser pot eliminar diversos tipus de contaminants de les superfícies de diversos materials, aconseguint un nivell de neteja inassolible amb els mètodes de neteja convencionals. A més, permet l'eliminació selectiva de contaminants superficials sense danyar el substrat del material.
5 Avantatges de cost
La neteja amb làser és ràpida i eficient, estalviant temps. Tot i que l'adquisició d'un sistema de neteja per làser implica una inversió inicial relativament elevada d'una-temporada, el sistema garanteix un ús estable-a llarg termini amb uns costos operatius baixos. Més important encara, facilita l'automatització.