本发明涉及表面工程,具体涉及一种激光扫描选择性去除工件表面透明涂层的方法。
背景技术:
1、清漆是一种透明的涂料,主要用于保护和装饰物体表面,其以树脂为主要成膜物质,再加上溶剂和助剂组成的涂料。清漆涂在物体表面,干燥后形成光滑薄膜,可以显出物面原有的纹理。清漆具有透明度高、光泽好、成膜快、耐候性好、硬度高、抗划伤性能好等优点,在木器、金属、塑料、玻璃、石材、皮革等表面进行涂装,应用非常广泛。
2、清漆主要分为热固性清漆和热塑性清漆两类。热固性清漆是一种在高温下反应进行固化的涂料,它的固化过程是不可逆的,并且会产生化学链,形成坚硬的涂层。热塑性清漆则是一种在高温下部分软化,可塑性较强的涂料,可反复加热和冷却,但不会发生化学反应。清漆具有耐磨、耐水、耐热、耐腐蚀等特性,然而,在某些情况下,可能需要去除工件表面的清漆。
3、现有技术中常用的清漆去除方法,包括物理方法、化学方法和生物方法等。物理方法去除清漆主要是通过机械作用将清漆从工件表面去除,比如采用砂纸打磨、刮刀刮除、热风吹除等。化学方法去除清漆是利用化学试剂与工件上清漆成分发生反应,从而达到去除效果。常见的化学方法包括有机溶剂溶解、碱液清洗等。常见的生物方法包括微生物降解、酶制剂清洗等,利用微生物或酶制剂的作用,将工件上清漆分解为可溶性物质或小分子物质。
4、但是,上述清漆去除方法在具体应用时存在以下缺陷:
5、(1)物理方法对工件表面可能造成损伤,且对于复杂型面工件难以保证完全去除效果;
6、(2)化学方法需要使用一定的化学试剂,对于一些工件表面可能会造成损伤,且使用到的部分化学试剂具有毒性或易燃性,使用安全性较差;
7、(3)生物方法需要一定的时间和湿度条件,对于一些特殊环境或严重污染的工件表面可能效果不佳,同时生物方法的成本较高。
技术实现思路
1、为了解决现有的工件表面清漆去除方法存在的技术缺陷,本发明的目的在于提供一种激光扫描选择性去除工件表面透明涂层的方法,其实现了快速、精准的选择性去除工件表面的透明涂层,对工件表面无损伤,方便快捷,安全性高,环保无污染。
2、为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
3、本发明提供一种激光扫描选择性去除工件表面透明涂层的方法,包括以下步骤:
4、s1、在工件表面透明涂层上贴合有透明柔性膜,透明柔性膜与工件表面透明涂层之间涂覆有光敏胶水并形成光敏胶层;
5、s2、采用紫外激光根据预设图形对透明柔性膜进行扫描,被激光辐照部分的光敏胶水进行固化;
6、s3、再采用红外激光按照步骤s2中的预设图形进行扫描,已固化部分的光敏胶层吸热并将热传导给工件表面的透明涂层,透明涂层软化并与已固化部分的光敏胶层胶合;
7、s4、将透明柔性膜从工件表面剥离,步骤s2中预设图形部分的透明涂层被透明柔性膜粘结带走。
8、采用上述技术方案:
9、因透明涂层对激光的吸收率较低,无法直接采用激光烧蚀的方法将工件表面的透明涂层去除。本发明中针对工件(尤其是复杂型面工件)表面透明涂层难以选择性去除的问题,提供一种利用激光进行选择性扫描从而去除自定义图案或区域的透明涂层的方法。首先,将透明柔性膜覆盖于工件表面的透明涂层上,在透明柔性膜和工件之间填充光敏胶水,然后使用紫外激光穿过透明柔性膜对自定义图案部分的光敏胶水进行固化,随后使用红外激光对固化的光敏胶层加热从而将热传导至透明涂层使其软化并进一步使两者发生胶合,最后将透明柔性膜剥离,连带去除自定义图案部分的透明涂层。
10、本发明采用紫外激光和红外激光结合使用的方式,实现对工件表面透明涂层的精确,选择性去除,不会对工件表面造成损伤,而且能处理复杂形状;通过透明柔性膜(对激光低吸收、高耐热)与光敏胶水(对激光高吸收)的结合使用,为激光能量传导和透明涂层的选择性去除提供了创新的解决方案,确保了热量有效传导至透明涂层并使其软化,同时保护了工件表面不受损伤;该方法避免使用化学试剂,不仅减少了环境污染,还提高了操作的安全性,且对工件表面无损伤,保证了工件的完整性;利用透明柔性膜的贴合性和激光扫描的灵活性,本发明的方法能有效处理各种复杂型面的工件,解决了传统方法难以保证完全去除效果的难题;通过激光技术的运用,实现了快速、精准的选择性去除工件表面的透明涂层,对工件表面无损伤,方便快捷,安全性高,环保无污染。
11、本技术中,紫外激光和红外激光的选择是基于其特定的吸收特性和能量传递效率。在实际应用时,可根据具体的工件表面的透明涂层的材料和厚度,选择其他类型的激光(如绿光激光、蓝光激光等),只要这些激光能有效地被透明柔性膜和光敏胶水吸收,并传递足够的热量以软化工件表面的透明涂层。
12、本技术中采用了紫外激光固化光敏胶水和红外激光软化透明涂层的两步加工方式。在具体应用时,可根据透明涂层的具体材料和厚度,调整激光的功率、波长、扫描速度等参数,或者采用其他类型的激光加工方式(如脉冲激光、连续激光等)以达到最佳的加工效果。
13、本技术中,透明柔性膜的尺寸可以根据工件表面待去除透明涂层的尺寸进行定制,而不仅仅局限于将透明柔性膜的尺寸与工件表面待去除透明涂层尺寸完全匹配的情况。这可以提供更大的灵活性,以适应不同尺寸和形状的工件。
14、本技术中,光敏胶水可采用软毛刷涂刷或其他涂覆方式(如喷涂、浸涂、滚涂等),将光敏胶水涂覆至工件表面透明涂层上或将光敏胶水涂覆至透明柔性膜一面。
15、本技术中,激光扫描系统采用二维振镜激光扫描系统这一种有效的加工方式,但也可以考虑使用其他类型的激光扫描系统,如直写型激光加工头等。
16、在去除透明涂层后,有时需要对工件进行进一步的处理,如清洗、抛光等。
17、进一步地,所述步骤s2中,采用紫外激光将预设图形部分的光敏胶水全部进行固化处理后,再依次进行步骤s3和步骤s4中的操作。
18、进一步地,所述步骤s2中,采用紫外激光将预设图形部分的光敏胶水进行逐步分区域固化处理过程中,对已固化部分的光敏胶层随即进行步骤s3和步骤s4中的操作。
19、也就是说采用一边进行步骤s2中的紫外固化操作,一边进行步骤s3和步骤s4中的红外扫描揭膜操作,即前方进行紫外激光扫描固化,后方进行红外扫描揭膜,提高了工作效率。
20、进一步地,所述步骤s1中,所述透明柔性膜对紫外激光和红外激光的吸收率均低于5%,所述透明柔性膜的耐热温度为200℃以上。
21、优选地,所述透明柔性膜包括但不限于聚酰亚胺薄膜(pi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(pet)、聚氨酯薄膜或柔性透明导电氧化物薄膜(ito)。
22、现有技术中,其他具有与上述透明柔性膜相似的光学特定和耐热性的材料也可以作为替代选择,如特殊合成的高分子材料或复合材料,具有更好的性能或更低的成本。
23、进一步地,所述步骤s2中,所述光敏胶水对紫外激光和红外激光的吸收率均大于50%。
24、优选地,所述光敏胶水固化后与所述透明柔性膜和工件的结合强度大于工件表面透明涂层与工件表面之间的结合强度。
25、进一步优选地,所述光敏胶水包括但不限于uv环氧树脂胶水、uv丙烯酸树脂胶水或添加吸收剂(紫外吸收剂和红外吸收剂)的聚氨酯胶水。
26、现有技术中其他类型的胶水,只要能满足对激光的高吸收率和与透明柔性膜及工件之间的强结合力要求,都可以选择使用。
27、其中,所述步骤s3中,已固化部分的光敏胶层吸热后温度达到90~150℃。
28、进一步地,工件为复杂型面工件。
29、工业产品的形状大致上可分为两类:
30、一类是仅由初等解析曲面例如平面、圆柱面、圆锥面、球面等组成。大多数机械零件属于这一类。可以用画法几何与机械制图完全清楚表达和传递所包含的全部形状信息。
31、另一类是复杂型面即自由曲面,指不能由初等解析曲面组成,而由复杂方式自由变化的曲线曲面,如飞机机翼或汽车外形、注模、轮机叶片、舰船螺旋桨及各种玩具成型塑料模等。
32、待处理工件的材质需具备耐热性能,以承受光敏胶水固化及红外激光加热带来的温度变化。适合的材料包括金属、玻璃、陶瓷或某些塑料。
33、工件表面的透明涂层需具备适当的结合强度,同时涂层应具备60~90℃的耐热性,以保证在光敏胶水固化和软化揭膜过程中不会全部被剥离。
34、工件表面的透明涂层厚度可控制在几十微米到几百微米,保证激光能够有效将热传导至胶合区域。
35、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
36、(1)本发明中采用紫外激光和红外激光结合使用的方式,并将透明柔性膜(对激光低吸收、高耐热)与光敏胶水(对激光高吸收)结合使用,该方法简单且易于操作,解决了传统激光方法无法将去除工件表面透明涂层的难题;
37、(2)能够精准,快速去除自定义图案或区域的透明涂层,图案可通过振镜软件以各种格式导入;
38、(3)除漆精准度高,去除厚度仅为几十微米的透明涂层时,对工件表面无损伤,保证了工件的完整性,不会对工件本身造成机械损伤,也不会产生化学反应腐蚀工件;
39、(4)不会产生大量粉尘或固体废弃物,较为环保;
40、(5)利用透明柔性膜的贴合性和激光扫描的灵活性,可有效将复杂型面工件进行透明涂层去除,解决了传统的机械方法在处理复杂型面工件表面的涂层时效率低下且极易造成损伤的难题。
1.一种激光扫描选择性去除工件表面透明涂层的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的激光扫描选择性去除工件表面透明涂层的方法,其特征在于,所述步骤s2中,采用紫外激光将预设图形部分的光敏胶水全部进行固化处理后,再依次进行步骤s3和步骤s4中的操作。
3.根据权利要求1所述的激光扫描选择性去除工件表面透明涂层的方法,其特征在于,所述步骤s2中,采用紫外激光将预设图形部分的光敏胶水进行逐步分区域固化处理过程中,对已固化部分的光敏胶层随即进行步骤s3和步骤s4中的操作。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的激光扫描选择性去除工件表面透明涂层的方法,其特征在于,所述步骤s1中,所述透明柔性膜对紫外激光和红外激光的吸收率均低于5%,所述透明柔性膜的耐热温度为200℃以上。
5.根据权利要求4所述的激光扫描选择性去除工件表面透明涂层的方法,其特征在于,所述透明柔性膜为聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚氨酯薄膜或柔性透明导电氧化物薄膜。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的激光扫描选择性去除工件表面透明涂层的方法,其特征在于,所述步骤s2中,所述光敏胶水对紫外激光和红外激光的吸收率均大于50%。
7.根据权利要求6所述的激光扫描选择性去除工件表面透明涂层的方法,其特征在于,所述光敏胶水固化后与所述透明柔性膜和工件的结合强度大于工件表面透明涂层与工件表面之间的结合强度。
8.根据权利要求7所述的激光扫描选择性去除工件表面透明涂层的方法,其特征在于,所述光敏胶水为uv环氧树脂胶水、uv丙烯酸树脂胶水或添加吸收剂的聚氨酯胶水。
9.根据权利要求1所述的激光扫描选择性去除工件表面透明涂层的方法,其特征在于,所述步骤s3中,已固化部分的光敏胶层吸热后温度达到90~150℃。
10.根据权利要求1所述的激光扫描选择性去除工件表面透明涂层的方法,其特征在于,工件为复杂型面工件。
