CN110560431A - 一种激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法，涉及到一种激光除漆工艺，包括如下步骤：S1、调节激光器输出平均功率P为20‑150W；S2、调节激光器输出重复频率f在1‑100kHz范围内；S3、调节激光到达待清洗工件表面的激光光斑直径D为0.1‑1mm；S4、调节激光扫描振镜的摆动幅度；S5、调节扫描振镜使得激光光斑在待清洗工件表面的扫描速度v；S6、调节激光扫描的纵向搭接间距l。该方法能有效去除飞机蒙皮表面涂层，且不损伤蒙皮金属基底，解决了其它工艺方法清洗效果差和清洗完成后不满足使用要求的问题。

Description

一种激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法
技术领域
本发明属于激光清洗技术领域，具体涉及一种利用激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法。
背景技术
飞机在长期服役一段时间后，表面蒙皮会因外力、辐射和气流冲刷等原因导致其脱落、龟裂和老化等损伤，此时需要对飞机原有涂层进行去除但不能损伤蒙面表面预处理层。传统的除漆方法主要有机械和化学等清洗方法，机械除漆主要是采用刮、擦、刷和喷砂等机械手段，该方法效率低、时耗长、容易对蒙皮基底造成破坏，且去除效果也不理想。化学方法普遍采用有机溶剂通过喷、淋或浸泡等去除表面漆层，该方法容易造成环境污染，且无法在局部清洗时使用。激光清洗作为近年来迅速发展起来的新兴清洗方式，利用激光与漆层和基底的相互作用克服漆层与基底的粘附力或直接将漆层气化实现去除的过程，特别适用于飞机蒙皮表面涂层的去除。
发明内容
为了解决现有飞机蒙皮清洗工艺不适用的难题，本发明旨在提供一种工艺简单、操作方便和绿色环保的飞机蒙皮表面除漆方法。本发明的方法可根据待清洗工件表面涂层的状态及时调节清洗工艺，实现不同厚度涂层的除漆要求。
本发明所要解决的难题是通过下述技术方案实现的：一种利用激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法，所述方法包括如下步骤：
S1：调节激光器输出平均功率P为20－150W。根据蒙皮表面涂层厚度调节激光功率，表面涂层厚度越大激光输出平均功率越大；S2：调节激光器输出重复频率f在1－100kHz范围内。根据蒙皮表面涂层厚度调节激光输出重复频率，表面涂层厚度越大激光输出重复频率越小；S3：调节激光到达待清洗工件表面的激光光斑直径D为0.1－1mm；S4：调节激光扫描振镜的摆动幅度。根据待清洗蒙皮表面涂层范围选择合适的清洗线宽长度；S5：调节扫描振镜使得激光光斑在待清洗工件表面的扫描速度v；S6：调节激光扫描的纵向搭接间距l。
本申请中的激光器为气体激光器。激光器输出的激光波长为10.6μm。该波段的波长利于表面油漆涂层的吸收，而对于蒙皮铝基底有很高的反射率，保证基底不损伤。
步骤S4的扫描振镜将激光器输出点光斑摆动调节为线光斑，其扫描线宽调节范围为0.1－120mm。
步骤S5的激光光斑在待清洗工件表面的扫描速度v为1－15000mm/s，飞机蒙皮表面涂层厚度越大扫描速度越小。
步骤S6的激光扫描纵向搭接间距l调节为l＝v/f，以保证激光除漆的均匀性和一致性。
本发明提出的一种激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法可以快速有效地去除铝蒙皮表面油漆涂层，通过调节激光工艺参数，包括激光输出平均功率P、激光光斑大小D、激光重复频率f、激光扫描线宽、扫描速度v和扫描纵向搭接间距l等参数，去除效果满足进一步使用的要求，采用该发明的方法去除飞机蒙皮表面涂层的方法切实可行。
与现有技术相比，本发明方法还具有以下优点：
(1)利用本发明方法去除飞机蒙皮表面涂层时，蒙皮铝基底不会受到损伤，且本发明的方法与基底材料及牌号无关；
(2)本发明的除漆方法工艺简单，操作方便，效率高，耗能少，成本低，完全克服了传统使用物理方法或者化学方法噪音大、灰尘重和对环境有危害的问题，绿色环保，不采用任何化学试剂涂层，且发明方法的工艺参数容易控制，易于实现工业应用。
附图说明
图1图示了本发明的激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法的实施例的设备示意图；
图2为本发明实施例蒙皮预处理层表面显微观测图；
图3为本发明实施例蒙皮预处理层表面三维轮廓图；
图4为本发明实施例待除漆样品表面原始显微观测图，其中a为表面显微图，b为截面显微图；
图5为本发明实施例待除漆样品表面三维轮廓图；
图6为本发明实施例1除漆后样品显微观测图，其中a为表面显微图，b为截面显微图；
图7为本发明实施例1除漆后样品表面三维轮廓图；
图8为本发明实施例2除漆后样品显微观测图，其中a为表面显微图，b为截面显微图；
图9为本发明实施例2除漆后样品表面三维轮廓图；
具体实施方式
为了更好的理解本发明，以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细介绍。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围内。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明所述的一种激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法，根据飞机蒙皮除漆要求，清洗完成后要保证阳极氧化膜层的厚度和完整性。
实施例1
本实施例的一种利用激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法，包括以下具体步骤：
S1：调节激光器输出平均功率P＝80W；
S2：调节激光器输出重复频率f＝20kHz；
S3：调节激光到达工件表面的激光光斑直径D＝0.46mm；
S4：调节激光扫描振镜的摆动幅度，设置清洗扫描线宽长度为100mm；
S5：调节扫描振镜使得激光光斑在待清洗工件表面的扫描速度v＝5520mm/s；
S6：调节激光扫描的纵向搭接间距l＝0.276mm。
激光器1为气体激光器；优选的，采用二氧化碳激光器。
激光器1输出激光波长为10.6μm。
步骤S4的扫描振镜7将激光器输出点光斑摆动调节为线光斑。
步骤S5的激光光斑在待清洗工件表面的扫描速度为1－15000mm/s。
采用上述步骤清洗得到的样品表面显微图如图6所示，清洗完成后表面形貌和预处理层厚度与清洗前预处理层相似，有效去除了表面涂层，基底材料无损伤。经预处理后蒙皮表面处于不导电状态，如果预处理层清洗遭到破坏则会导电，用万用电表对清洗后样品表面进行导电测试，除漆后的样品均不导电即表明预处理层的完好性。
实施例2
本实施例的一种利用激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法，包括以下具体步骤：
S1：调节激光器输出平均功率P＝60W；
S2：调节激光器输出重复频率f＝20kHz；
S3：调节激光到达工件表面的激光光斑直径D＝0.46mm；
S4：调节激光扫描振镜的摆动幅度，设置清洗扫描线宽长度为100mm；
S5：调节扫描振镜使得激光光斑在待清洗工件表面的扫描速度v＝3680mm/s；
S6：调节激光扫描的纵向搭接间距l＝0.184mm。
本实例所使用的激光器1为气体激光器；优选的，采用二氧化碳激光器。
激光器1输出激光波长为10.6μm。
步骤S4的扫描振镜7将激光器输出点光斑摆动调节为线光斑。
步骤S5的激光光斑在待清洗工件表面的扫描速度为1－15000mm/s。
采用上述步骤清洗得到的样品表面显微图如图8所示，清洗完成后表面形貌和预处理层厚度与清洗前预处理层相似，有效去除了表面涂层，基底材料无损伤。经预处理后蒙皮表面处于不导电状态，如果预处理层清洗遭到破坏则会导电，用万用电表对清洗后样品表面进行导电测试，除漆后的样品均不导电即表明预处理层的完好性。
如图1所示，本发明实现上述实施例的装置除了激光器1和扫描振镜7之外，还包括水冷机2、指引光3、扩束镜4、反射镜5、合束镜6、激光场镜8、工作台面9和控制电脑10。水冷机2用于给激光器1冷却。指引光3为可见红光光源，用于引导激光位置。调节扩束镜4和激光场镜8可以实现改变聚焦光斑大小D。扫描振镜7用于实现光学扫描。控制电脑10用于控制激光器1和扫描振镜7，调节激光除漆时的工艺参数。
本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所做的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。凡是在本发明精神和原则内所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种利用激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
S1：调节激光器输出平均功率P为20－150W；
S2：调节激光器输出重复频率f在1－100kHz范围；
S3：调节激光到达待清洗工件表面的激光光斑直径D为0.1－1mm；
S4：调节激光扫描振镜的摆动幅度；
S5：调节扫描振镜使得激光光斑在待清洗工件表面的扫描速度v；
S6：调节激光扫描的纵向搭接间距l。
2.根据权利要求1所述的激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法，其特征在于所述涂层不仅可为环氧聚酰胺类底漆、聚氨酯类底漆和双组分脂肪族聚氨酯涂料，也包括弹性聚酯腻子和聚氨酯面漆。
3.根据权利要求1所述的激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法，其特征在于，所述激光器为气体激光器。
4.根据权利要求1所述的激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法，其特征在于，所述激光器输出激光波长为10.6μm。
5.根据权利要求1所述的激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法，其特征在于，步骤S4所述的扫描振镜的摆动调节将点光斑变为线光斑，且线宽度为0.1－120mm。
6.根据权利要求1所述的激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法，其特征在于，步骤S5所述的扫描振镜扫描速度调节范围为1－15000mm/s。
7.根据权利要求1所述的激光去除飞机蒙皮表面涂层的方法，其特征在于，步骤S6所述纵向搭接间距最大可调节至一个光斑直径大小。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111001940A (zh) * 2019-12-24 2020-04-14 武汉翔明激光科技有限公司 一种基于激光与振镜联动控制的激光均匀清洗方法
CN111229739A (zh) * 2020-03-17 2020-06-05 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种激光除漆装置
CN111420934A (zh) * 2020-03-26 2020-07-17 中国科学院空天信息创新研究院 一种基于光束变换的激光清洗装置
CN111992544A (zh) * 2020-08-24 2020-11-27 中国科学院半导体研究所 声光q双脉冲激光除漆方法
CN112171068A (zh) * 2020-08-28 2021-01-05 江苏大学 一种高效率大面积去除厚涂层的方法及其应用
CN112475505A (zh) * 2020-11-24 2021-03-12 爱发科电子材料（苏州）有限公司 一种靶材与背板的焊接结构及焊接方法
CN113319849A (zh) * 2021-03-15 2021-08-31 西安唐人电子科技有限公司 一种用于激光除漆的机械臂自动定高控制算法
CN113634902A (zh) * 2021-09-28 2021-11-12 南京航空航天大学 一种用于去除飞机表面隐身涂层的气体辅助激光加工方法
CN113732519A (zh) * 2021-09-03 2021-12-03 陈亚军 一种铝合金飞机蒙皮激光除漆工艺参数设计方法
CN114083134A (zh) * 2021-10-27 2022-02-25 固特威(天津)航空科技有限公司 一种飞机蒙皮激光褪漆机器人
CN115156198A (zh) * 2022-08-16 2022-10-11 南京航空航天大学 一种静电场辅助提高金属板材表面除漆质量的方法
CN116484508A (zh) * 2023-04-26 2023-07-25 海目星激光智能装备(成都)有限公司 飞机蒙皮除漆方法、装置、计算机设备和存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6277202B1 (en) * 1997-08-27 2001-08-21 Environmental Surface Technologies Method and apparatus for utilizing a laser-guided gas-embedded pinchlamp device
CN106001008A (zh) * 2016-06-21 2016-10-12 上海临仕激光科技有限公司 一种船舶漆的激光清洗方法
CN106381489A (zh) * 2016-11-29 2017-02-08 中国矿业大学 激光熔覆挤压涂层制备装置及方法
CN108787636A (zh) * 2018-08-01 2018-11-13 湖南信奥光电技术有限公司 一种激光清洗去除复合材料表面漆层的方法
CN108816964A (zh) * 2018-08-27 2018-11-16 中国科学院半导体研究所 随机激光清洗装置与方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6277202B1 (en) * 1997-08-27 2001-08-21 Environmental Surface Technologies Method and apparatus for utilizing a laser-guided gas-embedded pinchlamp device
CN106001008A (zh) * 2016-06-21 2016-10-12 上海临仕激光科技有限公司 一种船舶漆的激光清洗方法
CN106381489A (zh) * 2016-11-29 2017-02-08 中国矿业大学 激光熔覆挤压涂层制备装置及方法
CN108787636A (zh) * 2018-08-01 2018-11-13 湖南信奥光电技术有限公司 一种激光清洗去除复合材料表面漆层的方法
CN108816964A (zh) * 2018-08-27 2018-11-16 中国科学院半导体研究所 随机激光清洗装置与方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国科学院金属研究所情报图书室: "《高功率激光译文集 高功率CO2激光器及其在材料加工中的应用》", 31 July 1980 *
靳森: "飞机金属蒙皮以及复合材料表面激光除漆技术", 《航空制造技术》 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111001940A (zh) * 2019-12-24 2020-04-14 武汉翔明激光科技有限公司 一种基于激光与振镜联动控制的激光均匀清洗方法
CN111229739A (zh) * 2020-03-17 2020-06-05 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种激光除漆装置
CN111420934A (zh) * 2020-03-26 2020-07-17 中国科学院空天信息创新研究院 一种基于光束变换的激光清洗装置
CN111992544B (zh) * 2020-08-24 2022-07-26 中国科学院半导体研究所 声光q双脉冲激光除漆方法
CN111992544A (zh) * 2020-08-24 2020-11-27 中国科学院半导体研究所 声光q双脉冲激光除漆方法
CN112171068A (zh) * 2020-08-28 2021-01-05 江苏大学 一种高效率大面积去除厚涂层的方法及其应用
CN112475505A (zh) * 2020-11-24 2021-03-12 爱发科电子材料（苏州）有限公司 一种靶材与背板的焊接结构及焊接方法
CN113319849A (zh) * 2021-03-15 2021-08-31 西安唐人电子科技有限公司 一种用于激光除漆的机械臂自动定高控制算法
CN113732519A (zh) * 2021-09-03 2021-12-03 陈亚军 一种铝合金飞机蒙皮激光除漆工艺参数设计方法
CN113634902B (zh) * 2021-09-28 2022-05-10 南京航空航天大学 一种用于去除飞机表面隐身涂层的气体辅助激光加工方法
CN113634902A (zh) * 2021-09-28 2021-11-12 南京航空航天大学 一种用于去除飞机表面隐身涂层的气体辅助激光加工方法
CN114083134A (zh) * 2021-10-27 2022-02-25 固特威(天津)航空科技有限公司 一种飞机蒙皮激光褪漆机器人
CN115156198A (zh) * 2022-08-16 2022-10-11 南京航空航天大学 一种静电场辅助提高金属板材表面除漆质量的方法
CN116484508A (zh) * 2023-04-26 2023-07-25 海目星激光智能装备(成都)有限公司 飞机蒙皮除漆方法、装置、计算机设备和存储介质

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