塗料の除去とレーザー洗浄は、業界のトレンドになりつつあります。 平均出力が1 kWを超える工業グレードのnsパルスレーザーが利用できるようになったため、商業的に実現可能な速度で多くの材料や構造を処理する能力が現れました。 通常、これらのレーザーのパルスピーク出力は100 kWを超え、通常は1 MWを超えます。 ほぼすべての材料との相互作用は、高いピーク出力で保証され、ビームサイズと材料特性に応じて、アブレーション、剥離、または分解につながります。 このような産業グレードのレーザーは、ダイオード信号のqスイッチングまたはパワー増幅のいずれかに基づいており、高いピークパワーパルスを提供します。 各パルスはエネルギーのパケットであり、体積または一連のコーティングを蒸発させたり、表面を溶かして再構築したり、基板から切り離したりできます。
防衛および民間航空機の場合、レーザー塗装およびコーティング除去に関する多くのプロジェクトがすでに実施されています。 LADS IおよびLADS IIおよびARBSSシステムは、航空機および航空機コンポーネントで開発およびテストされています。 2017年、シンガポールの航空会社は、NTSの大型8軸ロボットとEWIの高度なスキャナーを使用して、商用のレーザー塗装除去システムを委託しました。 海洋産業は幅広い用途を提供しており、年間約2億5,000万ドルと推定される航空機の市場を上回る商業船の塗料除去の潜在的な年間市場は約3億ドルにとどまっています。
シャフトやプロペラのリサーフェシング、選択的な錆や腐食の除去など、他のより局所的なプロセスが市場に導入されると、推定値は年間23億ドルに増加します。 一方、市場のアクセシビリティは低く、LPG / LNG輸送、クルーズ、プライベートボート、フェリー輸送に収益性の高いエリアが残っているだけで、セクターの商業利用率が低いためです。
海洋用途向けのコーティングははるかに厚く、通常は1 mm以下です。 コーティングの厚さのばらつきはあまり制御されておらず、コーティングの一貫性はサービス中に頻繁に変更されています。 コーティングの劣化は、通常、深い基材腐食を伴います。 複雑な構造形状へのアクセスはほとんど不可能です。 さらに、商業船の表面積は非常に重要であり、造船所の遅延を最小限に抑える必要がありました。
除去率
塗料除去と錆除去の2つの主要なアプリケーションが検討されています。 平均サイズの商業用船舶であるパナマックスの外部表面積は約19000 m2です。 CWおよびQCW CO2は、最大30 kWを放出するレーザー技術です。 有機塗料との優れた相互作用を示していますが、除去率は22,500 mm3 / kW。分に近づいているだけです。 パナマックスの船舶の表面積と塗料の量に基づいて、1 kWのレーザー出力で最大130日間かかります。
約10倍のプロセス速度が必要であり、4〜6 kWの合計レーザー出力を使用する商業的なケースを3〜4のワークショップで船の周りに分配し、1週間以内にタスクに対処できるようにします。 別のオプションは、100から1000 kHzの高いパルス繰り返し率で0.1から12 mJの低エネルギーnsパルスを使用し、ラスタごとに高いカバレッジ範囲を達成すると同時に、アブレーションしきい値を超える放射レベルを維持するために十分に小さなスポットにフォーカスすることです。
スポットサイズとパルスエネルギーの減少によりカバレッジレートが増加すると、パルスエネルギーに反比例して除去レートがわずかに増加するため、これにより、除去レートは2,000 mm3 / kW。分に大幅に低下します。 ただし、除去率の増加は、理論上および実際に達成可能な最小スポットサイズのサイズによって制限されます。 最後に、CWまたは200 kHz以上で熱が連続的に材料に拡散するため、これらの技術はどちらも基板に熱的に影響を与える可能性があります。
