Najczęściej dziś stosowane przemysłowe techniki usuwania starych powłok malarskich to metoda chemiczna (stosowanie agresywnych chemikaliów) i metody mechaniczne (abrazyjne, piaskowanie). Obydwie jednak mają wiele wad – są kosztowne, czasochłonne, niebezpieczne dla osób obsługujących proces i zanieczyszczające środowisko. Coraz częściej więc ich rolę przejmuje pozbawiony tych mankamentów laser.
System ARLCRS. Fot. Carnegie Mellon University
Chemia do lamusa
Ciesząca się wciąż jeszcze największą popularnością (stosowana w 60% przypadków [1]) metoda chemiczna usuwania farby jest w gruncie rzeczy opcją przynoszącą najwięcej szkód. Agresywne środki chemiczne, które wykorzystuje, zagrażają bezpieczeństwu pracowników i są źródłem LZO i innych szkodliwych lotnych substancji. To nie wszystko – mogą one również uszkodzić podłoże, niektóre jego rodzaje (np. kompozyty stanowiące materiał konstrukcyjny samolotów wojskowych) są bowiem bardzo wrażliwe na chemikalia. Niewiele lepiej wypadają metody mechaniczne – są równie drogie i niebezpieczne, generują ogromne ilości odpadów, a z ich stosowaniem wiąże się emisja do atmosfery toksycznych pyłów.
Laser – jak to działa?
Nowoczesna technika usuwania farby polega na nakierowaniu na powierzchnię wiązki lasera. Materiał pod jej wpływem ulega waporyzacji (gwałtownemu odparowaniu), zaś jego lotne cząsteczki zostają natychmiast wychwycone przez filtry HEPA [2]. Działanie lasera jest selektywne – jeśli odpowiednio ustawimy takie parametry jak długość fali, energia wiązki i częstotliwość impulsów, zniszczona zostanie tylko powłoka malarska, bez naruszenia podłoża [3]. W ten sposób można usuwać nie tylko warstwę farby, ale inne powłoki, na przykład pokrycia polimerowe (teflon, PVC) na metalach. Metoda laserowa jest w pełni bezpieczna dla operatora, laser jest bowiem sterowany zdalnie.
Złoty medal za nowoczesny system laserowy
Doskonałym przykładem na wykorzystanie metody laserowej jest ARLCRS (Advanced Robotic Laser Coating Removal System) – projekt opracowany przez National Robotics Engineering Center, jednostkę amerykańskiego Carnegie Mellon University. Nowoczesny system powstał na potrzeby Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych, dlatego przystosowany jest do usuwania powłok lakierniczych z samolotów wojskowych.
System ten, składający się z sześciu robotów, pozwala na wcześniejsze zaplanowanie procesu usuwania farby na podstawie modelu 3D obiektu. Można dzięki temu dostosować realizację do wielkości obiektu (inna będzie ilość wykorzystanych robotów w przypadku myśliwca, inna zaś przy usuwaniu powłoki z ogromnego samolotu ładunkowego), a także pominąć fragmenty korpusu, które nie mogą być narażone na działanie lasera (czyli nałożyć tzw. wirtualne maski). ARLCRS nie jest źródłem zanieczyszczeń, odparowane cząstki zostają bowiem natychmiast wychwycone przez filtr HEPA. Jest także zautomatyzowany i w pełni bezpieczny, a do tego dużo szybszy niż standardowe metody usuwania farb [4].
Projekt zdobył uznanie wśród specjalistów – niedawno nagrodzony został złotym medalem Edison Award 2013. Najbliższe dwa lata ARLCRS spędzić ma w bazie wojskowej Hill Air Force Base w Utah, gdzie posłuży do usuwania farb i innych powłok ze sprzętu wojskowego.
Zachęcamy do obejrzenia materiału prezentującego ten innowacyjny system:
Źródła:
[1] Decoating Laser
[2] Portable Laser Decoating System, Kelly Space & Technology
[3] Coating Removal and Laser Ablation, LaserLight Technologies
[4] Laser Coating Removal for Aircraft, Carnegie Mellon University Robotics Institute
