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what? 军用飞机也要洗澡 还得用激光?!

多年来国内外军用、民用航空均有了长足的发展,激光打标、激光焊接、激光切割和激光打孔等激光应用,在航空航天领域发挥着不可替代的作用。

但你可能不知道的是,激光除漆这项听起来不怎么耳熟的应用,也在航空航天里有着不一般的地位呢~

激光除漆

清洁环保的激光除漆工艺

油漆除了丰富了飞机颜色,还增加了飞机的重量。例如,空客公司的双层宽体四发喷气客机A380,其外部表面积为4400平方米,并且需要喷涂三层油漆,总重量约为500千克。

每隔五六年,一架飞机的油漆层就会被剥离并重新着色,以修复表面的损伤并重新涂漆,以防止油漆需要更换时腐蚀飞机。

传统的做法是用化学脱漆剂、水镐、干燥介质喷砂和手工砂光进行除漆。随着各项环保法律的出台,市场对于更加清洁的除漆工艺需求越来越迫切。

根据加利福尼亚州圣何塞的国防承包商Lasertronics公司的说法,用激光除漆的方法只会产生大约半磅的固体废物,而安装激光的自动旋翼剥离系统(ARBSS)则是用来去除海军直升机旋翼桨叶上的油漆。

军事应用:为喷气式飞机除漆

近年来,激光除漆系统在美国空军基地获得了巨大的成功,特别是2008年在廷克空军基地的KC-135零件上展示了机器人激光涂层去除系统(RLCRS)。

RLCRS是Concurrent公司为空军开发的一系列机器人系统之一。一年后,该公司在犹他州希尔空军基地建造并安装了激光自动除漆系统II型(LADS II)。美国空军使用这种装备德国罗芬西纳公司生产的二氧化碳激光器的机器人系统去除通用动力公司生产的F-16战斗机机身上的油漆。

2015年6月,Concurrent公司和卡内基梅隆大学在匹兹堡的国家机器人技术工程中心开发并运送到犹他州空军基地的两台ARLCRS。与LADS II型不同的是,ARLCRS是半自动的,每个机器人都配有IPG的光纤激光器。

这两台系统共包含有六个机器人,首席工程师Mary Bush表示,两个机器人将被保留用于为F-16除漆,其余四个用为于洛克希德马丁公司的C-130货机除漆。根据Nugay的说法,ARLCRS缩短了50%的除漆时间,F-16的除漆时间从7天缩短到3天,C-130的除漆时间从10天缩短到5天。

激光技术对于从航空航天工业中使用的复合材料,以及铝和钢材上去除涂料非常有吸引力。对于每架F-16来说,废物处理总量减少了99%,减少了2000磅危险废物,并且没有使用有害物质,个人防护设备和控制室工作环境成本也降至最低。

机器人激光涂层去除系统(ARLCRS),用于为F-16战斗机去除油漆

军事应用:为直升机旋翼除漆

2009年,Lasertronics公司还在北卡罗来纳州的海军陆战队切里波因特空军基地安装了自动旋翼除漆系统,从西科斯基CH-53E重型直升机的玻璃纤维复合材料旋翼上去除油漆。

激光系统已经大大减少了除漆过程中损坏部件的废料量,比手动旋转磨砂机的磨损率降低超过10%,这对于除漆成本而言是十分重要的,因为每个旋翼长约38英尺,成本约为12万美元。

Lasertronics公司正在使用来自美国佛罗里达州奥兰多市的Lee激光公司生产的400W激光器替代美国激光公司生产的ARBSS Nd:YAG激光器。

升级完成后,海军航空系统司令部计划扩展ARBSS计划到波音V-22鱼鹰战斗机。Lasertonics公司的Russell认为,位于切里波因特空军基地的西科斯基H-60黑鹰直升机的旋翼也将使用新型激光除漆系统。

Russell表示,旋翼叶片通常在除漆的同时也需要进行维护,而且由于除漆和补漆过程中出现的不均匀性会导致旋翼的平衡问题。Lasertronics公司也在探索从波音公司生产的阿帕奇直升机旋翼叶片上去除接触腐蚀防护涂层的技术。

YAG激光器去除CH-53重型运输直升机的油漆

商业应用:为商业客机除漆

自从二十一世纪初以来,空中客车公司就使用了美国堪萨斯城的Adapt Laser Systems公司生产的激光器来去除电子焊接接触的油漆。

Adapt公司已经有大约30台激光器用于航空器油漆去除任务,其中包括几台光纤激光器用于在希尔空军基地的F-16和C-130上进行小面积油漆清除。

据Adapt公司总裁Georg Heidelmann介绍,2015年洛克希德马丁公司还批准了一种Adapt激光器,用于清除F-35多用途隐形战斗机中金属结构粘合区域的托板螺帽的涂层。他非常乐观地认为,激光将在不久的将来用于军用和商用飞机的全身除漆。

在波音公司,化学与粘合剂技术高级技术人员Kay Blohowiak表示:“继续研究新技术以改进我们的制造工艺,包括使用激光代替化学品或者手工砂光工艺从飞机结构中去除油漆,以及飞机表面清洁和准备喷绘等。将激光除漆从实验室规模转换到商业生产规模是我们正在进行研究的重点。(文章综合网络信息)

LR System公司为商用客机企业提供的最大型的激光除漆(LCR)系统的模拟图


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