CN205659940U - 用于飞机蒙皮除漆的二氧化碳激光清洗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于飞机蒙皮除漆的激光清洗设备，解决了现有化学清洗成本高、污染环境，激光清洗设备作业效率低、体积大、结构复杂的问题。技术方案包括多根二氧化碳激光管和多个振镜场镜系统，所述多根二氧化碳激光管分为上、下两层布置，每层有N根；任一层二氧化碳激光管的发光方向布置有多个振镜场镜系统，所述振镜场镜系统在发光方向前、后两排布置，每排有N个；前排的N个振镜场镜系统的入光口与任一层的N个二氧化碳激光管一一对应，后排的N个振镜场镜系统的入光口经反射镜与另一层的N个二氧化碳激光管一一对应。本实用新型结构简单、体积小、可多根二氧化碳激光管联用，清洗效果好、工作效率高、对环境友好。

Description

用于飞机蒙皮除漆的二氧化碳激光清洗设备

技术领域

本实用新型涉及激光清洗领域，具体的说是一种用于飞机蒙皮除漆的二氧化碳激光清洗设备。

背景技术

激光清洗技术是指采用高能激光束照射工件表面，使其表面的附着物或涂层等发生瞬间蒸发或剥离，从而达到洁净化的工艺过程。

飞机在使用一段时间后就需要大修一次。在大修时，需要把表面涂层全部除掉，这不仅是为了大修后重新涂漆以得到一个崭新的装饰涂层，更是为了检测发现铝蒙皮或结构件的缺陷和疲劳裂纹，从而避免飞机发生疲劳破坏事故。目前飞机蒙皮除漆主要采用化学清洗的方法，用除漆剂来去除蒙皮表面的油漆，但是这种方式存在诸多弊端，脱漆剂不仅有毒而且会污染环境，脱漆剂对蒙皮的基材以及钢制铆钉等部件也会产生一定的损伤，同时除漆剂用量很大导致成本高昂，若采用激光除漆，则可以节省大量费用。

激光清洗大致可分为两类：一类是利用污染物对特定波长的激光的吸收系数比基体显著地大，而且污染物比基体的熔点、沸点低，从而污染物吸收大部分的激光能量而脱离基体。另一类情况是，基体与污染物对激光的吸收系数差不多，而且当污染物温度达到其熔点或沸点时，基体也会受到损伤，此时只能采用高重复频率脉冲激光进行清洗。

现有的激光清洗机多采用YAG激光器配合光纤传输系统，且功率较低。对于飞机蒙皮除漆作业来说，油漆这类有机物非金属材料对YAG激光清洗机1.06um波长的激光能量吸收并不如二氧化碳激光10.6um波长的吸收那么强烈，激光能量利用率较低，清洗效率也就低。

飞机蒙皮的基体材料为合金铝，需要清洗的为基材表面的油漆，由于油漆类非金属有机物对二氧化碳激光的吸收强烈，而基材合金铝对二氧化碳激光吸收系数较小，故可以采用连续的二氧化碳激光器进行除漆清洗。

目前，封离式二氧化碳激光管已经十分成熟稳定，其功率范围约为几十瓦到约二百瓦，被广泛应用于非金属材料的工业加工领域。采用150W的二氧化碳激光管聚焦为直径0.2mm的光斑，光斑扫描速度为2m/s，则每小时可以去除油漆的面积为1.44m²。而飞机表面积巨大，一架中型飞机的表面积约1000m²，单根二氧化碳激光管的功率较低，清洁时间需要长达七百多个小时，实际应用困难。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、体积小、可多根二氧化碳激光管联用，清洗效果好、工作效率高、对环境友好的用于飞机蒙皮除漆的二氧化碳激光清洗设备。

技术方案包括多根二氧化碳激光管和多个振镜场镜系统，所述多根二氧化碳激光管分为上、下两层布置，每层有N根；任一层二氧化碳激光管的发光方向布置有多个振镜场镜系统，所述振镜场镜系统在发光方向前、后两排布置，每排有N个；前排的N个振镜场镜系统的入光口与任一层的N个二氧化碳激光管一一对应，后排的N个振镜场镜系统的入光口经反射镜与另一层的N个二氧化碳激光管一一对应。

所述反射镜包括上反射镜和下反射镜，后排的N个振镜场镜系统的入光口依次经上反射镜、下反射镜与另一层的N个二氧化碳激光管一一对应。

所述多个振镜场镜系统的两侧均设有吹气除尘装置。

所述多根二氧化碳激光管安装在设备支架上。

所述设备支架的底面装有真空吸盘。

为解决背景技术中存在的问题，发现人采用了上、下两层的布置结构，将多根二氧化碳激光管分上、下两层集中安装在设备支架上，同时将振镜场镜系统采用前后排对应布置在任意一层二氧化碳激光管的发光方向，这样，任意一层的N个二氧化碳激光管的激光束可直接射入对应的前排N个振镜场镜系统的入光口，而另一层的N个二氧化碳激光管的激光束可经过反射镜，将激光束反射转角后进入后排的N个振镜系统的入光口，从而实现多根二氧化碳激光管集中进行激光清洗的目的。

有益效果：

本实用新型结构简单、体积小、操作灵活方便、多根二氧化碳激光管联用清洗效果好、作业效率高、能够完全替代化学除漆，对环境友好、除漆彻底不损伤基材，可靠性好，适用于各种大型部件的漆面清除，特别是飞机蒙皮的激光清除。

附图说明

图1为本实用新型三维立体图。

图2为本实用新型的左视图。

其中，1-二氧化碳激光管、1.1-上层二氧化碳激光管、1.2-下层二氧化碳激光管、2-反射镜、2.1-上反射镜、2.2-下反射镜、3-振镜场镜系统、3.1-前排振镜场镜系统、3.2-后排振镜场镜系统、4-吹气除尘装置、5-真空吸盘、6-待清洗部件、7-设备支架、8-激光束。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步解释说明：

参见图1及图2，所述多根二氧化碳激光管1分为上、下两层布置，包括上层二氧化碳激光管1.1和下层二氧化碳激光管1.2，每层有N根(本实施例中为3根)；其中，下层二氧化碳激光管1.2的发光方向布置有多个振镜场镜系统3，所述振镜场镜系统3在发光方向前、后两排布置，包括前排振镜场镜系统3.1和后排振镜场镜系统3.2，每排有N个(本实施例中为3个)；前排振镜场镜系统3.2的入光口与下层二氧化碳激光管1.2一一对应，后排振镜场镜系统3.2的入光口经上反射镜2.1、下反射镜2.2与上层二氧化碳激光管1.1一一对应。所述多个振镜场镜系统3的两侧均设有吹气除尘装置4。所述多根二氧化碳激光管1安装在设备支架7上，所述设备支架7的底面装有多个真空吸盘5，真空吸盘5可通过真空泵抽真空从而实现在物体表面的吸附固定。所述振镜场镜系统3包括振镜和场镜，用于将激光束扫描并聚焦形成激光扫描光斑作用于待清洗部件6表面，此为现有技术，不作详述。

进行激光除漆作业时，真空泵工作，真空吸盘5将整个设备固定在飞机蒙皮表面，多个二氧化碳激光管1工作，其中下层二氧化碳激光管1.2(包括3个二氧化碳激光管1)射出的三束激光束8直接入射前排振镜场镜系统3.2(包括3个振镜场镜系统3)，上层二氧化碳激光管1.1(包括3个二氧化碳激光管1)射出的三束激光束8经对应的上反射镜2.1(包括三个反射镜2)、下反射镜2.2(包拓三个反射镜)，将激光束实现180度转角后入射后排振镜场镜系统3.2(包括3个振镜场镜系统3)，六束激光分别经过6个前后排列的所述振镜场镜系统3扫描聚焦，产生的激光通过激光反射镜和振镜场镜系统到达飞机蒙皮表面，六个所述振镜场镜系统3的除漆作用域拼接起来形成一个大的作用域，二维扫描激光对待清洗部件6作用域内的蒙皮除漆，吹气除尘装置4控制火苗并带走产生的烟尘。当作用域内的蒙皮除漆完成，松开真空吸盘，将整个设备移到下一个需要除漆的作用域，重复上述步骤。

采用150W的二氧化碳激光管聚焦为直径0.2mm的光斑，光斑扫描速度为2m/s，则每小时可以去除油漆的面积为1.44m²，本实施例中采用了6根二氧化碳激光管上下两排并列布置，则每小时可以除去油漆约8.6m²，一架中型飞机的表面积约1000m²，三台这样的设备同时工作，则耗时大约40小时。二氧化碳激光器的电光效率约为10％，则一架中型飞机的激光除漆耗电量为1080kWh，按照工业电价1.2元/kWh，则激光清洗的成本在1500元以内。由此可见，无论在作业效率还是在经济性方面，激光除漆具有很大的优势。

上述实施例仅为一个示例，根据清洗范围的具体需要，每层布置的二氧化碳激光1的个数可根据需要增减，只要同时增减对应的反射镜2和振镜场镜系统3即可，非常的灵活方便。

Claims (5)

1.一种用于飞机蒙皮除漆的二氧化碳激光清洗设备，包括多根二氧化碳激光管和多个振镜场镜系统，其特征在于，所述多根二氧化碳激光管分为上、下两层布置，每层有N根；任一层二氧化碳激光管的发光方向布置有多个振镜场镜系统，所述振镜场镜系统在发光方向前、后两排布置，每排有N个；前排的N个振镜场镜系统的入光口与任一层的N个二氧化碳激光管一一对应，后排的N个振镜场镜系统的入光口经反射镜与另一层的N个二氧化碳激光管一一对应。

2.如权利要求1所述的用于飞机蒙皮除漆的二氧化碳激光清洗设备，其特征在于，所述反射镜包括上反射镜和下反射镜，后排的N个振镜场镜系统的入光口依次经上反射镜、下反射镜与另一层的N个二氧化碳激光管一一对应。

3.如权利要求1或2所述的用于飞机蒙皮除漆的二氧化碳激光清洗设备，其特征在于，所述多个振镜场镜系统的两侧均设有吹气除尘装置。

4.如权利要求1或2所述的用于飞机蒙皮除漆的二氧化碳激光清洗设备，其特征在于，所述多根二氧化碳激光管安装在设备支架上。

5.如权利要求4所述的用于飞机蒙皮除漆的二氧化碳激光清洗设备，其特征在于，所述设备支架的底面装有真空吸盘。