Удаление изоляции с токопроводящих жил – это обязательная операция, предшествующая монтажным работам. Традиционно ее выполняют термическим, механическим или химическим способами. Все они характеризуются низкой производительностью и не исключают риска повреждения токопроводящей жилы. На смену прежним технологиям пришла лазерная зачистка, на установках для которой использовался высокоскоростной и бережный по отношению к основному металлу метод.
Принцип работы установки лазерной зачистки
Лазерная зачистка проводов основана на свойстве изоляционных материалов поглощать энергию излучения, испускаемого углекислотным лазером. В результате оболочка разогревается до точки испарения. При этом металл, из которого изготовлена токопроводящая жила, полностью отражает волны лазера. Как только неметаллический материал испарится из зоны воздействия, процесс автоматически прекращается. Следовательно, операция не требует дополнительного контроля.
С помощью лазерной зачистки можно удалить:
- стекловолокно и фторполимеры;
- эмалированные покрытия и полиуретан;
- полиэстер и нейлон;
- ПВХ и пр.
Простые срезы выполняются при фиксированном положении провода и движущемся относительно него луче. Лазер испаряет изоляцию по тонкой линии, подобно острому ножу. Обычно он направляется с двух, реже – с нескольких сторон. Если перед оператором стоит задача выполнить сложную конфигурацию среза, он комбинирует перемещения обоих участников процесса – и провода, и рабочего инструмента. В случае с эмалированной оболочкой место чистки приходится многократно проходить пятном лазера до полного испарения покрытия.
Лазерные очистители успешно применяются и для удаления самых разных видов загрязнений с поверхности металла.
Конструктивные особенности установки лазерной зачистки
Устройство лазерной очистки состоит из корпуса и переносного сканера. В корпусе скомпонованы лазерный излучатель, сенсорный экран управления и управляющая плата. Излучатель генерирует лазерный луч, который по оптоволоконному кабелю передается на сканер. Там он попадает на фокусирующую линзу. Фокусное расстояние регулируется с помощью специального фиксатора либо вручную – в зависимости от модели очистителя. В сканер встроены два зеркала, закрепленные на высокоскоростных поворотных двигателях. Скорость снятия оболочки с провода достигает 7000 мм/с. Параметры настраиваются оператором на сенсорном экране и на сканере – с помощью кнопок.
Есть модели, в которых сканер заменяют подвижные манипуляторы (обычно в количестве двух штук), на которые в определенной последовательности устанавливаются зеркала и линзы. Они перемещают оптику, а вместе с ней и пятно лазера. Такие устройства отличаются простотой конструкции, но их производительность ограничена: максимальная скорость снятия оболочки не превышает 300 мм/с.
Особое место в устройстве лазерной очистки занимает система охлаждения. Дело в том, что процесс работы оборудования сопровождается выделением большого количества тепловой энергии. Перегрев рабочих элементов может привести к снижению производительности, сбою в управлении либо повреждению станка.
Охлаждают лазерные очистители воздушным или водяным способом. В первом случае охлаждение осуществляется за счет принудительной циркуляции воздуха с помощью вентиляторов.
Этот метод весьма эффективен, однако для оборудования большой мощности он не подходит. В таких случаях установки охлаждают водой, обладающей большей теплоемкостью в сравнении с воздухом. Жидкость проходит через теплообменник, встроенный в корпус очистителя, отбирая тепло от лазера.
Затем она проходит через радиатор, охлаждается и вновь направляется в теплообменник. Система водяного охлаждения – замкнутая, рабочая жидкость не требует замены и долива.
Виды лазерных очистителей
Производители предлагают два варианта лазерного оборудования – импульсного и непрерывного (прямого) типа. По эффективности они не уступают друг другу. Их главное отличие заключается в способе подачи луча в рабочую зону.
Импульсная очистка
В импульсных установках лазерный луч подается кратковременно и через определенные промежутки времени. Его источником служит твердотельный или волоконный лазер. Частота и длительность импульса корректируются под конкретные требования к зачистке.
Импульсные установки отличаются высокой эффективностью и применяются для удаления керамики, полимеров, гальванопокрытий. Оборудование такого типа характеризуются высокой точностью и возможностью проводить избирательную зачистку без воздействия на примыкающие участки.
Непрерывная очистка
В моделях прямого действия лазерный луч подается в рабочую зону непрерывно. Производительность таких установок вдвое превышает аналогичную характеристику импульсных. Их применяют для снятия трудноудаляемых покрытий – лаков, толстых слоев краски.
Преимущества лазерной зачистки проводов
По сравнению с традиционными способами снятия оболочки с проводника лазерный метод имеет ряд преимуществ:
- Лазер не повреждает проводник даже при наличии на его поверхности другого металла – серебра или олова. Гарантия целостности жилы позволяет конструкторам применять провода меньшей массы и устанавливать более жесткие допуски.
- Одна лазерная установка может обрабатывать разные типы изоляций и проводов по типу (скрученные, экранированные) форме (плоские, круглые) и диаметру, что свидетельствует о ее универсальности.
- Высокое качество зачистки гарантирует стабильность результата, минимизируя процент брака и снижая себестоимость операции.
- Управляя лучом, оператор может выполнить поперечный или продольный разрез, зачистить концы провода, оформить перемычку или окно в изоляции.