一種船舶漆的激光清洗方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種船舶漆的激光清洗方法，具有船舶漆清洗效果好，效率高的特點，并且清洗方法綠色環(huán)保、清洗范圍廣、成本低，可實現(xiàn)自動化清洗。其中，本發(fā)明提供了一種船舶漆的激光清洗方法，包括以下步驟：步驟一，對船舶鋼板上需要清洗油漆層的部位進行定位，確定待清洗位置；步驟二，根據(jù)所述油漆層性質(zhì)，選擇激光脈沖的參數(shù)，對所述待清洗位置的表面進行脈沖激光掃描，使所述需要清洗油漆層的部位的油漆層龜裂，形成漆層顆粒；步驟三，對所述漆層顆粒進行收集、過濾。
【專利說明】
一種船舶漆的激光清洗方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及表面涂層清洗技術領域，特別是涉及一種船舶漆的激光清洗方法。
【背景技術】
[0002]海洋嚴酷的腐蝕環(huán)境對船舶的運營壽命和航行性能產(chǎn)生了非常重要的影響。為了最大限度地減緩船體材料的腐蝕，船舶從設計到制造，采取了各種防護方法。其中，涂裝防腐涂料是最廣泛、最便捷的防護手段。
[0003]當涂層發(fā)生老化、污染、損傷或因其他原因無法起到其應有防護作用的時候，則需要對船體表面涂層進行重新涂裝。在船體更換涂裝的過程中，需要將原有的涂層進行清理，以確保后續(xù)覆蓋新涂層時其表面的潔凈度，保證新涂層與物體表面的粘附效果及涂層質(zhì)量。
[0004]工業(yè)上用于物體表面涂層清洗有以下方法:
[0005]1、手工除漆法
[0006]采用手工砂紙、鏟刀、刮刀、砂輪或鋼絲刷對涂層進行打磨，從而使舊漆層從船體表面剝離。這種方法只適用于對小范圍油漆的清理，并且勞動強度大，清理效率低，工作環(huán)境惡劣，除漆效果不佳，難以達到規(guī)定的清潔度。該方法正逐漸被其他清洗方法取代。
[0007]2、噴砂除漆法
[0008]噴砂除漆法是利用高壓氣流攜帶如石英砂等磨料沖擊舊漆層表面，使得漆層與船體發(fā)生分離，以達到表面清潔的目的。該方法操作簡潔，對設備和工具要求不高，但該方法環(huán)境污染較重，清理現(xiàn)場困難，且磨料一般不能回收，物料損耗嚴重，對其他作業(yè)有不利影響，因此逐漸被限制使用。
[0009]3、高壓水射流除漆法
[0010]利用高壓水射流的沖擊作用和水撬作用破壞銹蝕和涂層對鋼板的附著力。其特點是無粉塵污染，不損傷鋼板，并且除漆效果好。但除漆后的鋼板易返銹，對后續(xù)涂裝作業(yè)有較大的影響。
[0011]4、化學除漆法
[0012]采用化學有機清洗劑，通過表面涂抹、噴淋等方式，使清洗劑與油漆發(fā)生化學反應，從而達到清除船舶油漆的目的。但化學清洗方法很容易導致環(huán)境污染，并且清潔效果有限，當附著的舊漆層成分比較復雜時需要選取多種清洗劑才能滿足要求。
[0013]綜上所述，現(xiàn)有的船舶除漆方法雖然都能實現(xiàn)船舶鋼板底漆和面漆的清洗，但都不同程度存在清理效果差、效率低和污染環(huán)境等問題，極大地限制了上述方法的推廣和應用。
[0014]因此，如何解決船舶除漆清理效果差、效率低的缺點，是有待解決的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的是要提供一種船舶漆的激光清洗方法，本發(fā)明能夠高效率、低成本的清洗船舶漆。
[0016]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種船舶漆的激光清洗方法，包括以下步驟:
[0017]步驟一，對船舶鋼板上需要清洗油漆層的部位進行定位，確定待清洗位置；
[0018]步驟二，根據(jù)所述油漆層性質(zhì)，選擇激光脈沖的參數(shù)，對所述待清洗位置的表面進行脈沖激光掃描，使所述需要清洗油漆層的部位的油漆層龜裂，形成漆層顆粒；
[0019]步驟三，對所述漆層顆粒進行收集、過濾。
[0020]優(yōu)選的，所述脈沖激光掃描采用線光斑。
[0021]優(yōu)選的，入射的所述脈沖激光與所述待清洗平面角度為50°?90°，所述線光斑的長度為20mm?500mm。
[0022]優(yōu)選的，所述脈沖激光的脈寬為1ns?300ns，激光波長為532nm?1064nm。
[0023]優(yōu)選的，所述脈沖激光的平均功率為400W?4000W，脈沖頻率為IkHz?10kHz。
[0024]優(yōu)選的，所述脈沖激光的平均功率為428W，所述激光波長為1064nm，所述脈沖頻率為10kHz，所述脈沖激光的脈寬為30ns，所述入射光與所述待清洗平面角度為60°，所述線光斑的長度為40mm。
[0025]優(yōu)選的，所述油漆層為底漆的上層油漆，對所述待清洗位置的表面進行脈沖激光掃描的次數(shù)為4次。
[0026]優(yōu)選的，所述油漆層為底漆，對所述待清洗位置的表面進行脈沖激光掃描的次數(shù)為8次。
[0027]本發(fā)明實施例具有以下技術效果:
[0028]I)激光清洗技術綠色環(huán)保。激光清洗后的舊漆層將轉變?yōu)榧毿〉墓腆w顆粒，最終通過吸塵裝置進行回收，不會對環(huán)境造成污染。而且激光清洗不需要任何化學試劑，不產(chǎn)生廢液。
[0029]2)激光清洗范圍廣。激光可清除不同類型的船用漆，而且通過調(diào)節(jié)清洗工藝參數(shù)，還可以有選擇性地清除船板表面各層的油漆，從而清除指定的油漆層，并且清洗區(qū)域十分精準。
[0030]3)激光清洗的效率高。激光清洗的效率高于傳統(tǒng)的手工、噴砂等清洗方法，而且激光清洗后，可直接重新涂裝。
[0031]4)激光清洗易于實現(xiàn)自動化。激光可以通過光纖進行傳輸，而且激光清洗是非接觸式清洗，具有很高的適應性，可以由機器人搭載，對傳統(tǒng)清洗方式不易達到的部位進行清洗。
[0032]5)激光清洗成本低。激光清洗設備將電能轉化為光能，只需要電費和常規(guī)維護費用，不會引入其他的物料成本。
[0033]根據(jù)下文結合附圖對本發(fā)明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。
【附圖說明】
[0034]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發(fā)明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0035]圖1是本發(fā)明實施例的船舶漆的激光清洗方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0036]圖1示出了本發(fā)明的船舶漆的激光清洗方法的步驟流程圖。
[0037]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種船舶漆的激光清洗方法，包括以下步驟:
[0038]SlOl，對船舶鋼板上需要清洗油漆層的部位進行定位，確定待清洗位置；
[0039]S102，根據(jù)所述油漆層性質(zhì)，選擇激光脈沖的參數(shù)，對所述待清洗位置的表面進行脈沖激光掃描，使所述需要清洗油漆層的部位的油漆層龜裂，形成漆層顆粒；
[0040]S103，對所述漆層顆粒進行收集、過濾。
[0041]其中，本發(fā)明的一種船舶漆的激光清洗方法，船舶鋼板基體上的油漆層受到激光燒蝕并發(fā)生熱膨脹，漆層脫離船舶鋼板基體表面，從而達到除漆的目的。油漆層在熱應力的作用下發(fā)生龜裂，同時利用脈沖激光產(chǎn)生的沖擊波作用于龜裂的油漆層，在沖擊波的作用下，龜裂的的細小的漆層顆?？赏ㄟ^吸塵裝置進行收集、過濾，不需要任何化學試劑，不產(chǎn)生廢液，保證清洗過程對環(huán)境無污染。激光清洗方法可清除不同類型的船用漆，而且通過調(diào)節(jié)清洗工藝參數(shù)，還可以有選擇性地清除船板表面各層的油漆，從而清除指定的油漆層，并且清洗區(qū)域十分精準。激光清洗效率高，激光清洗的效率高于傳統(tǒng)的手工、噴砂等清洗方法，而且激光清洗后，可直接重新涂裝。激光可以通過光纖進行傳輸，而且激光清洗是非接觸式清洗，具有很高的適應性，可以由機器人搭載，對傳統(tǒng)清洗方式不易達到的部位進行清洗。該方法采用激光清洗設備，將電能轉化為光能，只需要電費和常規(guī)維護費用，不會引入其他的物料成本。
[0042]該方法清洗過程高效、無污染，真正實現(xiàn)了對船體的“綠色”清洗。
[0043]在一些說明性實施例中，所述脈沖激光掃描采用線光斑。通過調(diào)整激光清洗的參數(shù)，可以清除指定的油漆層。
[0044]在一些說明性實施例中，入射的所述脈沖激光與所述待清洗平面角度為50°?90°，所述線光斑的長度為20mm?500mm。
[0045]在一些說明性實施例中，所述脈寬為1ns?300ns，激光波長為532nm?1064nm。
[0046]在一些說明性實施例中，所述脈沖激光的平均功率為400W?4000W，脈沖頻率為IkHz?10kHzD
[0047]在一些說明性實施例中，所述脈沖激光的平均功率為428W，所述激光波長為1064nm，所述脈沖頻率為1kHz，所述脈寬為30ns，所述入射光與所述待清洗平面角度為60°，所述線光斑的長度為40mm。
[0048]其中，上述脈沖激光的平均功率、激光波長、脈沖頻率、脈寬、入射光與所述待清洗平面角度以及線光斑的長度，是針對船舶漆的性質(zhì)設計的；根據(jù)了船舶普通的漆層厚度和膨脹系數(shù)、上述參數(shù)以及功率的設計，能夠通過掃描次數(shù)的設計，精準的控制要清除的油漆層，從而僅通過掃描次數(shù)的設定就能方便地清除預定漆層，方便用戶選擇，提高了效率。
[0049]在一些說明性實施例中，所述油漆層包括淺層油漆層和底層油漆層。
[0050]在一些說明性實施例中，所述油漆層為底漆的上層油漆，對所述待清洗位置的表面進行脈沖激光掃描的次數(shù)為4次。
[0051]在一些說明性實施例中，所述油漆層為底漆，對所述待清洗位置的表面進行脈沖激光掃描的次數(shù)為8次。
[0052]采用船舶漆的激光清洗方法時，通過機械手臂控制掃描鏡頭與待清洗平面的距離，使得激光的焦點位于待清洗的油漆層表面。激光清洗時振鏡往復擺動。激光通過光纖傳輸入射至振鏡，在振鏡表面發(fā)生發(fā)射，反射光線依次通過聚焦鏡和保護鏡。由于振鏡的擺動，將反射光的光斑調(diào)整為線光斑，并照射在船舶油漆層表面。通過控制掃描鏡頭的移動，使激光束在油漆層表面進行清洗作業(yè)，最終得到潔凈的船體表面。其中，選定激光清洗參數(shù):脈沖激光的平均輸出功率為428W，激光波長為1064nm，脈沖頻率為1kHz，脈沖寬度為30ns，入射光線與水平面成60°，線光斑為40mm。
[0053]對清洗次數(shù)的調(diào)整可選擇對油漆層的淺層油漆層或底層油漆層的清洗，例如，當清洗次數(shù)為4次時，船板涂覆的面漆層得到清除，底漆層完整保留；當清洗次數(shù)為8次時，所有漆層全都清除干凈，船舶鋼板表面無油漆殘留。開啟掃描振鏡并激發(fā)激光，掃描式照射船舶油漆層表面，同時啟動吸塵裝置對剝離下來的固體顆粒進行收集和過濾。
[0054]至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權項】
1.一種船舶漆的激光清洗方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，對船舶鋼板上需要清洗油漆層的部位進行定位，確定待清洗位置； 步驟二，根據(jù)所述油漆層性質(zhì)，選擇激光脈沖的參數(shù)，對所述待清洗位置的表面進行脈沖激光掃描，使所述需要清洗油漆層的部位的油漆層龜裂，形成漆層顆粒； 步驟三，對所述漆層顆粒進行收集、過濾。2.根據(jù)權利要求1所述的激光清洗方法，其特征在于，所述脈沖激光采用線光斑。3.根據(jù)權利要求2所述的激光清洗方法，其特征在于，入射的所述脈沖激光與所述待清洗平面角度為50°?90°，所述線光斑的長度為20mm?500mm。4.根據(jù)權利要求3所述的激光清洗方法，其特征在于，所述脈沖激光的脈寬為1ns?300ns，激光波長為532nm?1064nm。5.根據(jù)權利要求4所述的激光清洗方法，其特征在于，所述脈沖激光的平均功率為400W?4000W，脈沖頻率為I kHz?I OOkHz。6.根據(jù)權利要求5所述的激光清洗方法，其特征在于，所述脈沖激光的平均功率為428W，所述激光波長為1064nm，所述脈沖頻率為1kHz，所述脈沖激光的脈寬為30ns，所述入射光與所述待清洗平面角度為60°，所述線光斑的長度為40mm。7.根據(jù)權利要求6所述的激光清洗方法，其特征在于，所述油漆層為底漆的上層油漆，對所述待清洗位置的表面進行脈沖激光掃描的次數(shù)為4次。8.根據(jù)權利要求6所述的激光清洗方法，其特征在于，所述油漆層為底漆，對所述待清洗位置的表面進行脈沖激光掃描的次數(shù)為8次。
【文檔編號】B08B7/00GK106001008SQ201610443695
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】吳金鵬, 趙慧峰, 白飛飛, 馮杰才
【申請人】上海臨仕激光科技有限公司, 中制高科技術股份有限公司