CN113070286A - 去除表面油污的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种去除表面油污的方法，通过治具固定金属制品，激光设备调用打标图档，调整激光打标参数；激光设备按照激光打标参数出射激光，以使得激光照射金属制品的去污区域；激光设备所出射的激光包括第一激光束和第二激光束，第一激光束的波长为10600nm，第二激光束的波长为532nm。本发明的去除表面油污的方法，利用波长为10600nm和波长为532nm的两种不同激光先后对金属制品的去污区域进行照射，在不损伤金属制品的情况下，使得金属制品表面油污吸收激光能量而溶化或气化，从而油污受热膨胀气化时脱离金属制品的表面，以达到金属制品表面的净化效果。
Description
技术领域
本发明属于金属制品表面处理技术领域，尤其涉及金属制品的去除表面油污的方法。
背景技术
在传统铜及铜合金等金属制品加工过程中，由于金属制品中的零件组装过程会涉及到车削铣钻等机械加工方式，难以避免会附着机械润滑剂，形成油污，例如，铜或铜合金材质的挂锁生产加工过程中，其零部件的制备及组装过程涉及车削铣钻等机械加工方式，这样机械润滑剂附着在挂锁表面就会形成油污。
目前，针对金属制品表面油污的清洗工艺一般采用工业清洗溶剂，辅助超声波清洗设备进行清洗去除油污，可以提升清洗效率，降低制造工时。然而，单独的超声波清洗设备难以达到去除铜及铜挂锁表面油污的目的，需添加工业清洗溶剂才能达到去除表面油污的目的。但大规模使用的工业清洗剂不仅含有对人体有害成分，清洗废液污染环境，且难以降解，无害化处理成本高，同时采用这种清洗方式需要消耗大量的水资源，在环保形势严峻的今天，正逐步被禁止或整改升级，此外，工业清洗溶剂存在损伤金属制品表面结构稳定性的风险。
发明内容
基于此，有必要提供一种无污染、且对金属制品无损伤的去除表面油污的方法。
本发明提供一种去除表面油污的方法，用于去除金属制品表面的油污，该方法包括以下步骤：
通过治具固定所述金属制品，且所述金属制品的去污区域外露于所述治具；
预设有打标图档的激光设备调用打标图档，调整激光打标参数；
所述激光设备按照所述激光打标参数出射激光，以使得激光照射所述金属制品的去污区域；
其中，所述激光设备所出射的激光包括第一激光束和第二激光束，所述第一激光束的波长为10600nm，所述第二激光束的波长为532nm。
在其中一个实施例中，所述激光设备包括第一激光器和第二激光器，所述激光设备按照所述激光打标参数出射激光，以使得激光照射所述金属制品的去污区域的步骤包括：
所述第一激光器出射第一激光束，以对所述金属制品的去污区域进行照射；
所述第二激光器出射第二激光束，以对所述金属制品的去污区域进行照射。
在其中一个实施例中，所述第一激光器为二氧化碳激光器，和/或，所述第二激光器为绿光纳秒激光器。
在其中一个实施例中，所述第一激光器的打标速度为1600mm/s～3000mm/s，空跳速度为5000mm/s～10000mm/s。
在其中一个实施例中，所述第二激光器的打标速度为1200mm/s～3000mm/s，空跳速度为5000mm/s～10000mm/s。
在其中一个实施例中，所述第一激光器采取正焦的方式将其所出射的第一激光束照射在所述金属制品的去污区域，激光功率小于或等于60W。
在其中一个实施例中，所述第二激光器出射第二激光束对所述金属制品的去污区域进行照射时，正离焦为5mm～15mm，激光功率小于或等于30W。
在其中一个实施例中，所述第一激光器的Q频率为10KHz～50KHz；所述第二激光器的Q频率为60KHz～120KHz。
在其中一个实施例中，所述第一激光器的激光标记范围为150mm*150mm。
在其中一个实施例中，所述第二激光器的激光标记范围为160mm*160mm。
本发明的去除表面油污的方法，利用波长为10600nm和波长为532nm的两种不同激光先后对金属制品的去污区域进行照射，在波长为10600nm的激光束的照射下，激光束在金属制品表面所提供的高温将油污气化，从而去除金属制品表面大部分的油污；再通过波长为532nm的激光束的照射，油污对该波长的激光束的吸收能力比金属制品的材料对激光束的吸收能力强，从而可以在不损伤金属制品的情况下，使得金属制品表面油污吸收激光能量而溶化或气化，从而油污受热膨胀气化时脱离金属制品的表面，以达到金属制品表面的净化效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1为一实施例的金属制品为铜锁时，去污区域的在金属制品表面的轮廓示意图；
图2为一实施例的去除表面油污的方法的步骤流程示意图；
图3为一实施例的去除表面油污的方法中，激光设备按照激光打标参数出射激光，以使得激光照射金属制品的去污区域的步骤流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参阅图1所示，本发明实施例提供的一种去除表面油污的方法，用于去除金属制品表面的油污。金属制品可以是金属手机壳，也可以是其他金属制品，例如，金属制品可以是图1示出的铜锁10。
为了便于描述本发明的去除表面油污的方法，下面将铜锁10中需要进行加工的区域称为“去污区域10a”。可理解的，在其他金属制品中，待处理金属制品外形构造的不同，去污区域10a的轮廓有所不同，对于去污区域10a在金属制品中的位置，在此不做限定。
结合图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤S202，通过治具固定金属制品，且金属制品的去污区域10a外露于治具。
治具的结构与金属制品的构造相适配，从而利用治具固定金属制品后，可以保证金属制品在后续激光加工过程中的稳定性，即保证激光加工的效果；同时，为了适应激光对金属制品的表面进行去除油污处理，金属制品固定于治具后，金属制品的去污区域10a外露于治具。
步骤S204，预设有打标图档的激光设备调用打标图档，调整激光打标参数。
其中，打标图档为激光加工的路径，可通过打标软件或其它绘图软件进行绘制，并转化为适合激光设备的格式，即可得到不同的打标路径。
步骤S206，激光设备按照激光打标参数出射激光，以使得激光照射金属制品的去污区域10a，激光设备所出射的激光包括第一激光束和第二激光束，第一激光束的波长为10600nm，第二激光束的波长为532nm。
该实施例中，通过调整激光参数，利用波长为10600nm和波长为532nm的两种不同激光先后对金属制品的去污区域10a进行照射，在波长为10600nm的激光束的照射下，激光束在金属制品表面所提供的高温将油污气化，从而去除金属制品表面大部分的油污；再通过波长为532nm的激光束的照射，油污对该波长的激光束的吸收能力比金属制品的材料对激光束的吸收能力强，从而可以在不损伤金属制品的情况下，使得金属制品表面油污吸收激光能量而溶化或气化，从而油污受热膨胀气化时脱离金属制品的表面，以达到金属制品表面的净化效果。此外，这种采取两种不同波长的激光束去除金属制品表面油污的方法，不需要用到工业清洗剂，不会产生污染。
在一些实施方式中，在利用第一激光束和第二激光束对金属制品的去污区域10a进行照射后，可以通过自动光学检测(Automated Optical Inspection，AOI)或人工检测的方式对金属制品的去污区域10a进行检测，以确保金属制品的表面无油污残留。若有部分油污残留，可以对金属制品的表面进行多次表明去污的操作即可。例如，在检查到金属制品的表面仍有少量油污残留的情况下，可以再次利用第一激光束或第二激光束照射金属制品的表面残留有油污的区域，最终能够在不损伤金属制品的情况下，使得金属制品的表面没有油污残留。
激光设备包括第一激光器和第二激光器，第一激光器用于出射第一激光束，第二激光器用于出射第二激光束。
结合图3所示，该实施例中，激光设备按照激光打标参数出射激光，以使得激光照射金属制品的去污区域10a的步骤包括：
步骤S302，第一激光器出射第一激光束，以对金属制品的去污区域10a进行照射。
步骤S304，第二激光器出射第二激光束，以对金属制品的去污区域10a进行照射。
其中，第一激光器为二氧化碳激光器，和/或，第二激光器为绿光纳秒激光器。
需要说明的是，第一激光器和第二激光器可以是先后出射激光束，确切的说，第一激光器所出射的第一激光束照射金属制品的去污区域10a，实现初步去油污。第二激光器所出射的第二激光束照射金属制品的去污区域10a已经被第一激光束照射的部分，从而实现二次去油污，将残留在金属制品表面的油污完全清除，达到金属制品表面清洁的效果。
激光打标参数包括波长、激光功率、打标速度和空跳速度等。
在一些实施例中，二氧化碳激光器的波长为10600nm，激光功率小于或等于60W。二氧化碳激光器所出射的第一激光器采取正焦的方式照射在金属制品的去污区域10a。
绿光纳秒激光器出射的第二激光束对金属制品的去污区域10a进行照射时，正离焦为5mm～15mm。绿光纳秒激光器的波长为532nm，最大功率为30W。绿光纳秒激光器具有亮度高、聚焦光斑小、作用时间短、热影响区小等优点，工件不会因加工而产生大的形变。采用上述参数的绿光纳秒激光器，即可满足去除残留在金属制品表面上的油污的要求。
在一些实施中，第一激光器的Q频率为10KHz～50KHz，第二激光器的Q频率为60KHz～120KHz。该参数范围下，第一激光器和第二激光器能够将金属制品表面的油污气化，使得油污离开金属制品的表面，且激光能量不至于过高而损伤金属制品，从而在无损伤金属制品的情况下实现较好的表面去油污效果。
在一些实施例中，第一激光器的Q频率为10KHz，第二激光器的Q频率为60KHz；采用该参数范围下，第一激光器出射第一激光束照射金属制品的去污区域10a后，第二激光器出射第二激光束照射金属制品的去污区域10a，金属制品的表面油污吸收的能量比金属制品所吸收的能量高，从而油污受热膨胀气化，从金属制品的表面脱离，从而达到较好的去油污效果。
在另一些实施例中，第一激光器的Q频率为30KHz，第二激光器的Q频率为90KHz。或者，第一激光器的Q频率为50KHz，第二激光器的Q频率为120KHz。通过对第一激光器和第二激光器的这种参数设定，金属制品表面的油污能够吸收足够的能量而气化，且金属制品所吸收的激光能量不至于过高，从而在不损伤金属制品的情况下，使得油污脱离金属制品的表面，达到表面去油污效果。
在一些实施例中，第一激光器的打标速度为1600mm/s～3000mm/s，空跳速度为5000mm/s～10000mm/s。在该参数范围下，第一激光器所出射的第一激光束对金属制品的去污区域10a进行去油污操作时，油污能够吸收足够的能量而气化，且金属制品不会因温度过高而受损。
在一些实施方式中，第一激光器的打标速度为3000mm/s，空跳速度为10000mm/s。在另一些实施方式中，第一激光器的打标速度为1600mm/s，空跳速度为5000mm/s。在其他实施方式中，第一激光器的打标速度为2000mm/s，空跳速度为8000mm/s。
第二激光器的打标速度为1200mm/s～3000mm/s，比如1200mm/s、1700mm/s、2200mm/s、2700mm/s或3000mm/s。空跳速度为5000mm/s～10000mm/s，比如5000mm/s、6000mm/s、7000mm/s、8000mm/s、9000mm/s或10000mm/s。由于第二激光器所出射的第二激光束的波长为532nm，其能量比第一激光束要高，从而能够将金属制品表面残留的油污完全清除。需要说明的是，第二激光束对金属制品的去污区域10a进行照射时，由于油污比金属制品更容易吸收激光能量，从而将激光打标参数控制在上述范围，可以在避免金属制品受损的情况下，更高效的清楚金属制品表面的油污。
在一些实施例中，在第一激光束或第二激光束照射金属制品的去污区域10a，以对金属制品进行表面去油污的过程中，对工件进行抽气操作。
抽气操作可以通过抽真空装置进行，例如，利用抽真空装置向气管提供负压气流，进而将该气管的抽气口置于金属制品的去污区域10a附近，以在抽真空装置抽真空时，气管内的负压能够抽吸从金属制品表面分离的油污。
本实施例通过抽气操作，避免了从金属制品表面分离的油污进入空气，不利于人体健康以及环境，同时，通过抽气操作将从金属制品表面脱离的油污时地吸除，避免油污反复吸附到金属制品的表面，提高金属制品的表面去油污效率及效果。
在一些实施例中，第一激光器的激光标记范围为150mm*150mm，第二激光器的激光标记范围为160mm*160mm。第一激光器和第二激光器的激光标记范围足够大，能够适应如金属手机壳或铜锁10等大多数产品的去污需要，且不至于激光标记范围过大，而产生激光能量浪费。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种去除表面油污的方法，用于去除金属制品表面的油污，其特征在于，该方法包括以下步骤：
通过治具固定所述金属制品，且所述金属制品的去污区域外露于所述治具；
预设有打标图档的激光设备调用打标图档，调整激光打标参数；
所述激光设备按照所述激光打标参数出射激光，以使得激光照射所述金属制品的去污区域；所述激光设备所出射的激光包括第一激光束和第二激光束，所述第一激光束的波长为10600nm，所述第二激光束的波长为532nm。
2.根据权利要求1所述的去除表面油污的方法，其特征在于，所述激光设备包括第一激光器和第二激光器，所述激光设备按照所述激光打标参数出射激光，以使得激光照射所述金属制品的去污区域的步骤包括：
所述第一激光器出射第一激光束，以对所述金属制品的去污区域进行照射；
所述第二激光器出射第二激光束，以对所述金属制品的去污区域进行照射。
3.根据权利要求2所述的去除表面油污的方法，其特征在于，所述第一激光器为二氧化碳激光器，和/或，所述第二激光器为绿光纳秒激光器。
4.根据权利要求3所述的去除表面油污的方法，其特征在于，所述第一激光器的打标速度为1600mm/s～3000mm/s，空跳速度为5000mm/s～10000mm/s。
5.根据权利要求3所述的去除表面油污的方法，其特征在于，所述第二激光器的打标速度为1200mm/s～3000mm/s，空跳速度为5000mm/s～10000mm/s。
6.根据权利要求3所述的去除表面油污的方法，其特征在于，所述第一激光器采取正焦的方式将其所出射的第一激光束照射在所述金属制品的去污区域，激光功率小于或等于60W。
7.根据权利要求3所述的去除表面油污的方法，其特征在于，所述第二激光器出射第二激光束对所述金属制品的去污区域进行照射时，正离焦为5mm～15mm，激光功率小于或等于30W。
8.根据权利要求3所述的去除表面油污的方法，其特征在于，所述第一激光器的Q频率为10KHz～50KHz；所述第二激光器的Q频率为60KHz～120KHz。
9.根据权利要求2-8任一项所述的去除表面油污的方法，其特征在于，所述第一激光器的激光标记范围为150mm*150mm。
10.根据权利要求2-8任一项所述的去除表面油污的方法，其特征在于，所述第二激光器的激光标记范围为160mm*160mm。
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