激光清洗机在激光除漆研究中,有一部分是针对实际产品的应用进行研究的,如飞机的蒙皮脱漆,弹药修理中的除漆,文物表面油漆的去除等。这些研究中,更偏重于实际工程应用,甚至就是实际的工程应用。
本次我们重点展开对飞机蒙皮的除漆应用,飞机的蒙皮有两种材料,一是碳纤维增强树脂基复合材料,二是铝合金材料。一架飞机根据部位不同,会选择复合材料或铝合金作为蒙皮材料。飞机蒙皮的涂漆过程包括:蒙面表面预处理、涂底漆层、涂面漆层等,油漆的种类包括聚氨醋面漆、环氧聚酰胺或聚氨酯、阿罗丁等,有时需要在铝表面生成氧化膜。
对于飞机蒙皮的激光除漆的研究,一般直接使用现有工业上的飞机蒙皮作实验材料,参数通常与铝合金激光除漆研究时的参数类似,其中探究激光是否导致基底表面的损伤,是一个重点研究内容。通过观察铝合金表面氧化层的变化可以判断基底损伤;激光除漆对飞机蒙皮力学性质如抗拉强度、屈服强度以及维氏硬度等参量的影响,也是重要的研究内容。实验中巧妙地利用了材料表面的氧化层,若氧化层出现明显的发白现象则表明基底受损。实验结果表明激光功率过大时会损伤基1150W的二氧化碳激光器,通过测量材料导电性与连续盐雾腐蚀实验来判断氧化膜的完整性,铝合金表面的氧化膜完整时处于不导电状态,而且完整的氧化层使铝合金对盐雾有良好的抗腐蚀性能。实验发现激光除漆后铝合金导电性较差,在盐雾环境下没有明显的腐蚀斑点,可见激光除漆后铝合金氧化膜可以有效保存。
复合材料也是飞机蒙皮的重要材料,涅泊姆尼亚什奇研究了碳纤维复合材料(CFRP)的除漆。关于激光除漆对飞机蒙皮力学性能的影响,蒋一岚等探究了激光除漆后的飞机蒙皮和其原始的阳极氧化层基底的粗糙度,抗拉强度、屈服强度以及维氏硬度变化,并做了分析及对比。结果表明激光除漆对于飞机蒙皮的抗拉强度以及屈服强度等力学性能没有影响,且未改变样片基底的粗糙度。胡久等在探究激光除漆对飞机蒙皮力学性能的影响时将激光除漆与溶剂除漆做了对比,从力学性能表征的结果看出,零件的抗拉强度、屈服强度、延伸率等性能在溶剂除漆与激光除漆后差异不大,均满足原材料标准要求。此外,他们对于激光清洗与溶剂清洗重新喷漆后漆层的结合力也做了对比,发现激光除漆后再喷漆的样品与漆层的结合力表现良好,而溶剂除漆后再喷漆的样品漆层出现脱落现象,可见漆层结合力方面激光除漆要优于溶剂除漆。
此外,郑光等也研究了高平均功率、高重复频率的 TEA 二氧化碳激光除漆后对
飞机金属蒙皮力学性能的影响。实验发现飞机金属蒙皮激光脱漆前后,力学性能没有影响,不会带来隐患。
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