A remoção de tinta e a limpeza a laser estão se tornando uma tendência na indústria. Com a disponibilidade de lasers pulsados ns de nível industrial com potência média acima de 1 kW, surgiu a capacidade de processar muitos materiais e estruturas em velocidades comercialmente viáveis. Geralmente, esses lasers têm potência de pico de pulso além de 100 kW e tipicamente além de 1 MW. A interação com quase qualquer material é garantida com a alta potência de pico, levando à ablação, descolamento ou decomposição, dependendo do tamanho do feixe e das propriedades do material. Tais lasers de nível industrial baseiam-se na comutação q ou na amplificação de potência dos sinais de diodo, fornecendo pulsos de potência de pico alto. Cada pulso é um pacote de energia que pode evaporar um volume ou conjunto de revestimento, derreter e reestruturar sua superfície, ou desanexá-lo de seu substrato.
Para aeronaves comerciais e de defesa, vários projetos de remoção de tinta e revestimento a laser já foram realizados. Os sistemas LADS I e LADS II e ARBSS foram desenvolvidos e testados em aeronaves e componentes de aeronaves. Em 2017, as companhias aéreas de Cingapura encomendaram um sistema comercial de remoção de tinta a laser, usando um grande robô de 8 eixos da NTS e scanners avançados da EWI. A indústria marítima oferece uma ampla gama de aplicações, com um mercado anual potencial para remoção de tintas de embarcações comerciais de apenas US $ 300 milhões, o que excede o de aeronaves estimado em US $ 250 milhões em todo o mundo.
Se outros processos mais localizados, como recapeamento de eixos e hélices, remoção seletiva de ferrugem e corrosão etc., forem introduzidos no mercado, a estimativa aumentará para US $ 2,3 bilhões por ano. Por outro lado, a acessibilidade do mercado é baixa, pois o setor sofre baixa utilização comercial, com apenas áreas lucrativas remanescentes no transporte de GPL / GNL, transporte de cruzeiros, barcos particulares e balsas.
Os revestimentos destinados a aplicações marítimas são muito mais espessos, geralmente ~ 1 mm. Variações na espessura do revestimento são muito menos controladas e a consistência do revestimento muda frequentemente durante o serviço. Qualquer degradação do revestimento é geralmente acompanhada de corrosão profunda do substrato. O acesso a geometrias estruturais complexas é quase impossível. Além disso, a área de superfície de uma embarcação comercial é muito importante e os atrasos no estaleiro tiveram que ser minimizados.
Taxas de remoção
Duas aplicações principais - remoção de tinta e remoção de ferrugem - são examinadas. Panamax, a embarcação comercial de tamanho médio, possui cerca de 19000 m2 de superfície externa. CW e QCW CO2 são tecnologias de laser que emitem até 30 kW. Eles indicam excelente interação com a tinta orgânica, mas mostraram taxas de remoção apenas próximas de 22.500 mm3 / kW.minuto. Com base na área de superfície e no volume de tinta da embarcação marítima Panamax, a operação levaria até 130 dias com 1 kW de potência a laser.
De preferência, são necessárias velocidades de processo de cerca de 10 vezes, para que um caso comercial de uso de 4 a 6 kW da potência total do laser possa ser distribuído ao redor do navio em 3 a 4 oficinas e a tarefa possa ser resolvida dentro de uma semana. Outra opção é usar pulsos ns de baixa energia de 0,1 a 12 mJ a altas taxas de repetição de pulso de 100 a 1000 kHz, atingindo uma faixa de cobertura mais alta por varredura e, ao mesmo tempo, focando em pontos suficientemente pequenos para preservar os níveis de irradiância acima do limiar de ablação.
Isso resulta em uma taxa de remoção muito mais baixa, próxima a 2.000 mm3 / kW.minuto, porque o aumento da taxa de cobertura devido à diminuição do tamanho do ponto e da energia do pulso, matematicamente leva a um leve aumento da taxa de remoção, na proporção inversa à energia do pulso. O aumento na taxa de remoção é, no entanto, restrito pelo tamanho do menor tamanho do ponto, teoricamente e praticamente possível de alcançar. Finalmente, como o calor se difunde continuamente no material em CW ou acima de 200 kHz, ambas as tecnologias podem afetar termicamente o substrato.
