一種船舶漆的激光清洗裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種船舶漆的激光清洗裝置，能夠高效率、低成本的清洗船舶漆。船舶漆的激光清洗裝置，包括：油漆層厚度及性質(zhì)測(cè)量單元；激光參數(shù)匹配單元，信號(hào)連接所述油漆層厚度測(cè)量單元；激光器，連接所述激光參數(shù)匹配單元；激光頭，連接所述激光器，并且所述激光頭發(fā)出的脈沖激光與待清洗平面的夾角為50°～90°。
【專利說明】
一種船舶漆的激光清洗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及表面涂層清洗技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種船舶漆的激光清洗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境對(duì)船舶的運(yùn)營(yíng)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(shè)計(jì)到制造，采取了各種防護(hù)方法。其中，涂裝防腐涂料是最廣泛、最便捷的防護(hù)手段。
[0003]當(dāng)涂層發(fā)生老化、污染、損傷或因其他原因無法起到其應(yīng)有防護(hù)作用的時(shí)候，則需要對(duì)船體表面涂層進(jìn)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(jìn)行清理，以確保后續(xù)覆蓋新涂層時(shí)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(duì)涂層進(jìn)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(duì)小范圍油漆的清理，并且勞動(dòng)強(qiáng)度大，清理效率低，工作環(huán)境惡劣，除漆效果不佳，難以達(dá)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(dá)到表面清潔的目的。該方法操作簡(jiǎn)潔，對(duì)設(shè)備和工具要求不高，但該方法環(huán)境污染較重，清理現(xiàn)場(chǎng)困難，且磨料一般不能回收，物料損耗嚴(yán)重，對(duì)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(duì)鋼板的附著力。其特點(diǎn)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(duì)后續(xù)涂裝作業(yè)有較大的影響。
[0011]4、化學(xué)除漆法
[0012]采用化學(xué)有機(jī)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(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到清除船舶油漆的目的。但化學(xué)清洗方法很容易導(dǎo)致環(huán)境污染，并且清潔效果有限，當(dāng)附著的舊漆層成分比較復(fù)雜時(shí)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(shí)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(yīng)用。
[0014]因此，如何解決船舶除漆清理效果差、效率低的缺點(diǎn)，是有待解決的技術(shù)問題?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0015]本實(shí)用新型的目的是要提供一種船舶漆的激光清洗裝置，本實(shí)用新型能夠高效率、低成本的清洗船舶漆。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種船舶漆的激光清洗裝置，包括:
[0017]油漆層厚度及性質(zhì)測(cè)量單元；
[0018]激光參數(shù)匹配單元，信號(hào)連接所述油漆層厚度測(cè)量單元；
[0019]激光器，連接所述激光參數(shù)匹配單元；
[0020]激光頭，連接所述激光器，并且所述激光頭發(fā)出的脈沖激光與待清洗平面的夾角為50° ?90°。
[0021 ]優(yōu)選的，上述的激光清洗裝置中，所述脈沖激光采用線光斑。
[0022]優(yōu)選的，上述的激光清洗裝置中，所述線光斑的長(zhǎng)度為20mm?500mm。
[0023]優(yōu)選的，上述的激光清洗裝置中，所述脈沖激光的脈寬為1ns?300ns，激光波長(zhǎng)為532nm?1064nm。
[0024]優(yōu)選的，上述的激光清洗裝置中，所述脈沖激光的平均功率為400W?4000W，脈沖頻率為I kHz?I OOkHz。
[0025]優(yōu)選的，上述的激光清洗裝置中，所述脈沖激光的平均功率為428W，所述激光波長(zhǎng)為1064nm，所述脈沖頻率為1kHz，所述脈沖激光的脈寬為30ns，所述夾角為60°，所述線光斑的長(zhǎng)度為40mm。
[0026]優(yōu)選的，上述的激光清洗裝置中，還包括吸塵裝置，設(shè)置為與所述激光頭同步移動(dòng)。
[0027]本實(shí)用新型實(shí)施例具有以下技術(shù)效果:
[0028]I)激光清洗技術(shù)綠色環(huán)保。激光清洗后的舊漆層將轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的固體顆粒，最終通過吸塵裝置進(jìn)行回收，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。而且激光清洗不需要任何化學(xué)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(zhǔn)。
[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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。激光可以通過光纖進(jìn)行傳輸，而且激光清洗是非接觸式清洗，具有很高的適應(yīng)性，可以由機(jī)器人搭載，對(duì)傳統(tǒng)清洗方式不易達(dá)到的部位進(jìn)行清洗。
[0032]5)激光清洗成本低。激光清洗設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為光能，只需要電費(fèi)和常規(guī)維護(hù)費(fèi)用，不會(huì)引入其他的物料成本。
[0033]根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本實(shí)用新型的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)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(xì)描述本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0035]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的船舶漆的激光清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的船舶漆的激光清洗方法的步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的船舶漆的激光清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，船舶漆的激光清洗裝置，包括:
[0038]油漆層厚度及性質(zhì)測(cè)量單元101;
[0039]激光參數(shù)匹配單元102，信號(hào)連接所述油漆層厚度測(cè)量單元；
[0040]激光器103，連接所述激光參數(shù)匹配單元；
[0041]激光頭104，連接所述激光器，并且所述激光頭發(fā)出的脈沖激光與待清洗平面的夾角為50°?90°。
[0042]其中，油漆層厚度及性質(zhì)測(cè)量單元101能夠測(cè)量出油漆層層數(shù)，各油漆層厚度以及各油漆層的性質(zhì)，例如，可具有探針管，通過探針管直接截取一塊漆樣，自動(dòng)測(cè)量出漆樣中漆層數(shù)和各層厚度，并分析出是底漆成分、表面漆成分還是過渡漆成分。
[0043]油漆層厚度及性質(zhì)測(cè)量單元101信號(hào)連接激光參數(shù)匹配單元102，可以是無線連接也可以是有線連接。將漆層數(shù)和各層厚度和各油漆層的性質(zhì)等參數(shù)發(fā)送給激光參數(shù)匹配單元102。激光參數(shù)匹配單元102中具有預(yù)先設(shè)置的列表，根據(jù)用戶選擇的要清除的漆層位置，進(jìn)行激光器的功率和掃描速度等參數(shù)設(shè)定。激光器103產(chǎn)生脈沖激光，并由激光頭104射出到待清洗平面。
[0044]其中，所述脈沖激光采用線光斑。線光斑的長(zhǎng)度為20mm?500mm。脈沖激光的脈寬為1ns?300ns、激光波長(zhǎng)為532nm?1064nm、平均功率為400W?4000W、脈沖頻率為IkHz?10kHz0
[0045]在一些說明性實(shí)施例中，參數(shù)可選擇如下:脈沖激光的平均功率為428W，激光波長(zhǎng)為1064nm，脈沖頻率為1kHz，脈沖激光的脈寬為30ns，所述夾角為60°，所述線光斑的長(zhǎng)度為40mmο
[0046]在一些說明性實(shí)施例中，還包括吸塵裝置，設(shè)置為與所述激光頭同步移動(dòng)。隨時(shí)進(jìn)行顆?；厥?。激光清洗后的舊漆層將轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的固體顆粒，最終通過吸塵裝置進(jìn)行回收，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。而且激光清洗不需要任何化學(xué)試劑，不產(chǎn)生廢液。
[0047]圖2示出了本實(shí)用新型的船舶漆的激光清洗方法的步驟流程圖。該方法采用了圖1的激光清洗裝置。
[0048]如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種船舶漆的激光清洗方法，包括以下步驟:
[0049]S201，對(duì)船舶鋼板上需要清洗油漆層的部位進(jìn)行定位，確定待清洗位置；
[0050]S202，根據(jù)所述油漆層性質(zhì)，選擇激光脈沖的參數(shù)，對(duì)所述待清洗位置的表面進(jìn)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；
[0051]S203，對(duì)所述漆層顆粒進(jìn)行收集、過濾。
[0052]其中，本實(shí)用新型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(dá)到除漆的目的。油漆層在熱應(yīng)力的作用下發(fā)生龜裂，同時(shí)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(xì)小的漆層顆?？赏ㄟ^吸塵裝置進(jìn)行收集、過濾，不需要任何化學(xué)試劑，不產(chǎn)生廢液，保證清洗過程對(duì)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(zhǔn)。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(jìn)行傳輸，而且激光清洗是非接觸式清洗，具有很高的適應(yīng)性，可以由機(jī)器人搭載，對(duì)傳統(tǒng)清洗方式不易達(dá)到的部位進(jìn)行清洗。該方法采用激光清洗設(shè)備，將電能轉(zhuǎn)化為光能，只需要電費(fèi)和常規(guī)維護(hù)費(fèi)用，不會(huì)引入其他的物料成本。
[0053]該方法清洗過程高效、無污染，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)船體的“綠色”清洗。
[0054]在一些說明性實(shí)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。
[0055]在一些說明性實(shí)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(zhǎng)度為20mm?500mm。
[0056]在一些說明性實(shí)施例中，所述脈寬為1ns?300ns，激光波長(zhǎng)為532nm?1064nm。
[0057]在一些說明性實(shí)施例中，所述脈沖激光的平均功率為400W?4000W，脈沖頻率為IkHz?10kHzD
[0058]在一些說明性實(shí)施例中，所述脈沖激光的平均功率為428W，所述激光波長(zhǎng)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(zhǎng)度為40mm。
[0059]其中，上述脈沖激光的平均功率、激光波長(zhǎng)、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(zhǎng)度，是針對(duì)船舶漆的性質(zhì)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，能夠通過掃描次數(shù)的設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)的控制要清除的油漆層，從而僅通過掃描次數(shù)的設(shè)定就能方便地清除預(yù)定漆層，方便用戶選擇，提高了效率。
[0060]在一些說明性實(shí)施例中，所述油漆層包括淺層油漆層和底層油漆層。
[0061]在一些說明性實(shí)施例中，所述油漆層為底漆的上層油漆，對(duì)所述待清洗位置的表面進(jìn)行脈沖激光掃描的次數(shù)為4次。
[0062]在一些說明性實(shí)施例中，所述油漆層為底漆，對(duì)所述待清洗位置的表面進(jìn)行脈沖激光掃描的次數(shù)為8次。
[0063]采用船舶漆的激光清洗方法時(shí)，通過機(jī)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(diǎn)位于待清洗的油漆層表面。激光清洗時(shí)振鏡往復(fù)擺動(dòng)。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(hù)鏡。由于振鏡的擺動(dòng)，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(dòng)，使激光束在油漆層表面進(jìn)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(zhǎng)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。
[0064]對(duì)清洗次數(shù)的調(diào)整可選擇對(duì)油漆層的淺層油漆層或底層油漆層的清洗，例如，當(dāng)清洗次數(shù)為4次時(shí)，船板涂覆的面漆層得到清除，底漆層完整保留；當(dāng)清洗次數(shù)為8次時(shí)，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(shí)啟動(dòng)吸塵裝置對(duì)剝離下來的固體顆粒進(jìn)行收集和過濾。
[0065]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實(shí)用新型的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本實(shí)用新型公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本實(shí)用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實(shí)用新型的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種船舶漆的激光清洗裝置，其特征在于，包括: 油漆層厚度及性質(zhì)測(cè)量單元； 激光參數(shù)匹配單元，信號(hào)連接所述油漆層厚度測(cè)量單元； 激光器，連接所述激光參數(shù)匹配單元； 激光頭，連接所述激光器，并且所述激光頭發(fā)出的脈沖激光與待清洗平面的夾角為50°?90。。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光清洗裝置，其特征在于，所述脈沖激光采用線光斑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光清洗裝置，其特征在于，所述線光斑的長(zhǎng)度為20mm?500mmo4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光清洗裝置，其特征在于，所述脈沖激光的脈寬為1ns?300ns，激光波長(zhǎng)為532nm?1064nm。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光清洗裝置，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(quán)利要求5所述的激光清洗裝置，其特征在于，所述脈沖激光的平均功率為428W，所述激光波長(zhǎng)為1064nm，所述脈沖頻率為1kHz，所述脈沖激光的脈寬為30ns，所述夾角為60°，所述線光斑的長(zhǎng)度為40mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光清洗裝置，其特征在于，還包括吸塵裝置，設(shè)置為與所述激光頭同步移動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B08B15/00GK205701720SQ201620606173
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)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(qǐng)人】上海臨仕激光科技有限公司, 中制高科技術(shù)股份有限公司