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La ciencia: por qué funciona sobre aluminio
El aluminio refleja la luz de fibra a 1064 nm; la pintura y el óxido la absorben. Esa asimetría es la razón de que el proceso se autolimite al llegar al sustrato, y de que la investigación revisada por pares muestre, a 5 J/cm², eliminación completa del recubrimiento y mejor resistencia a la corrosión que los métodos mecánicos.
El revestimiento Boeing tiene tres capas
- Imprimación BMS10-11 — la capa que hay que retirar.
- Capa clad de aluminio puro — recubrimiento protector; debe conservarse.
- Sustrato de aleación de aluminio 2024 — el material estructural; debe conservarse.
Un láser pulsado de fibra a la fluencia correcta retira la capa 1 sin tocar las capas 2 y 3. El mecanismo: la pintura y las capas de óxido absorben con facilidad la luz de 1064 nm, mientras que el aluminio desnudo es muy reflectante y absorbe mal. En cuanto desaparece el recubrimiento, la mayor parte de la energía rebota en el aluminio en lugar de calentarlo.
La ventana útil: 5 J/cm²
La investigación publicada sobre muestras de revestimiento Boeing fija fronteras claras:
| Fluencia | Resultado |
|---|---|
| < 5 J/cm² (limpieza insuficiente) | Quedan restos de pintura |
| 5 J/cm² (óptimo) | Eliminación completa de la pintura, sin daño al sustrato |
| > 6 J/cm² (limpieza excesiva) | Comienza el daño al sustrato |
Fluencia recomendada por tarea
| Tarea | Fluencia |
|---|---|
| Decapado de revestimiento de aluminio | 5 J/cm² |
| Eliminación de película de óxido o corrosión | 5–7,1 J/cm² |
| Preparación de superficie para repintado | 3,2–5 J/cm² |
La superficie mejora después de la limpieza
El ensayo de inmersión en agua salada sobre aluminio limpiado con láser a 5 J/cm² arroja la mejor resistencia a la corrosión de todos los métodos de preparación evaluados, por delante de la limpieza mecánica. El mecanismo es triple:
- El láser genera una capa de óxido uniforme y densa que protege el aluminio.
- El afino de grano superficial aumenta la resistencia a la corrosión.
- Al no haber daño mecánico, no hay concentradores de tensión donde la corrosión pueda iniciarse.
Mejor adherencia en el repintado
El mismo estudio mostró que la adherencia entre sustrato y recubrimiento tras la limpieza láser es netamente superior a la obtenida tras el amolado mecánico: textura superficial óptima, ausencia de contaminación y energía superficial uniforme para el mojado del recubrimiento.
La porosidad de soldadura cae más de un 70 %
En soldadura de reparación, la preparación de la superficie decide el resultado. Zhou et al. (citados en Materials, 2022) documentan que la porosidad del cordón sobre aluminio baja del 9,68 % en superficie sin tratar al 2,91 % tras limpieza láser al aire: una reducción superior al 70 %.
Arquitectura YDFLP: la diferencia del FP-300
La investigación temprana se hizo con láseres Nd:YAG. El FP-300 emplea tecnología YDFLP (láser pulsado de fibra dopada con iterbio), que aporta:
- Mejor calidad de haz — control más preciso del punto y distribución de energía más uniforme.
- Control independiente de duración de pulso y frecuencia de repetición — optimización más fina para el recubrimiento y el sustrato concretos que se tengan delante.
- Mejor gestión térmica — la arquitectura de fibra disipa el calor con más eficacia y reduce el riesgo de oxidación térmica y de daño al sustrato.
Supervisión del proceso en tiempo real
Los sistemas actuales pueden escuchar el proceso de limpieza: la pintura y el aluminio producen firmas acústicas distintas al ser alcanzados por el láser, lo que permite detectar en marcha el momento en que el recubrimiento desaparece y el sustrato queda expuesto. Las cámaras de alta velocidad y el ajuste automático de parámetros reducen aún más el riesgo de limpieza excesiva.
Referencias
- Deng, J., Zhao, G., Lei, J., Zhong, L., Lei, Z. «Research Progress and Challenges in Laser-Controlled Cleaning of Aluminum Alloy Surfaces». Materials 2022, 15, 5469.
- Zou, W. F., et al. «Characteristics of audible acoustic signal in the process of laser cleaning of paint on metal surface». Optics and Laser Technology, 2021.
- Zhu, G., Wang, S., Cheng, W., Ren, Y., Wen, D. «Corrosion and Wear Performance of Aircraft Skin after Laser Cleaning», 2020.