一、实验目的

针对铝合金框表面黄色环氧树脂胶的现有人工打磨去除方法存在效率低、扬尘大、作业环境恶劣等问题，顿磊公司开展激光除胶实验，探索高效、环保且尽量不损伤铝合金基材的激光除胶工艺，为实际生产中的除胶作业提供技术参考。

二、实验背景

受委托开展本次实验，委托方现有铝合金框表面黄色环氧树脂胶去除方式为人工打磨，该方式存在明显弊端：作业效率低下，且打磨过程中产生大量扬尘，对作业人员身体健康造成不良影响，导致人员招聘困难。本次实验核心目标为利用激光技术替代传统人工打磨，实现胶层高效去除，同时最大限度保护铝合金基材不受损伤。

三、实验对象与设备

3.1 实验对象

规格为45×65cm的铝合金框，其表面附着黄色环氧树脂胶层（胶层厚度与实际生产工况一致）。

3.2 实验设备

脉冲激光设备（含平顶光输出功能）、连续激光设备、电动钢丝刷、吸尘设备、氮气供给装置、基材损伤检测工具（放大镜、表面粗糙度仪）。

四、实验方法与过程

本次实验通过调试不同激光类型及工艺参数，开展两种激光除胶方案的对比实验，详细过程如下：

4.1 方案一：脉冲激光（平顶光）+手撕除胶

1. 调试脉冲激光设备参数，选用平顶光输出模式，确定合适的激光功率、扫描速度及光斑大小，确保激光能量均匀作用于胶层表面；

2. 用调试好的脉冲激光对铝合金框表面胶层进行全面扫描，扫描次数为1遍；

3. 激光扫描完成后，采用人工手撕方式去除胶层，记录作业时间、除胶效果及作业过程中的环境状况；

4. 采用放大镜观察基材表面是否有损伤，检测胶层残留情况，记录相关数据。

4.2 方案二：连续激光+电动钢丝刷打磨除胶

1. 调试连续激光设备参数，采用高能量密度输出模式，确定合适的激光功率、扫描速度及光斑大小；

2. 用调试好的连续激光对铝合金框表面胶层进行全面扫描，观察胶层变化；

3. 激光扫描完成后，使用电动钢丝刷对表面进行打磨处理，去除残留胶层；

4. 针对实验中出现的明火及烟尘问题，启用吸尘设备收集烟尘，并导入氮气抑制明火，观察改进后的作业效果；

5. 采用放大镜及表面粗糙度仪检测基材表面状态，记录除胶效果、作业时间及环境状况。

五、实验结果与分析

5.1 方案一：脉冲激光（平顶光）+手撕除胶

5.1.1 实验结果

作业效率：单块45×65cm铝合金框除胶时间约为100秒；

除胶效果：胶层可通过手撕整体脱离，残留胶层占比约10%，未达到完全除胶标准；

环境状况：作业过程中无烟雾、无扬尘，作业环境清洁；

基材状态：经检测，铝合金基材表面无明显损伤，表面粗糙度无明显变化。

5.1.2 原理分析

脉冲激光（平顶光）具有一定穿透力，铝合金基材吸收激光能量后产生高频振动及轻微发热，导致环氧树脂胶层与铝合金基材之间的粘附力大幅下降，胶层失去牢固附着力，通过人工施加轻微外力（手撕）即可实现整体脱离。因激光能量主要作用于基材与胶层界面，未对胶层进行彻底气化，故存在少量残胶残留。

5.2 方案二：连续激光+电动钢丝刷打磨除胶

5.2.1 实验结果

作业效率：整体作业效率较高，单块45×65cm铝合金框除胶时间40秒；

除胶效果：激光扫描后胶层变黑、变焦，经电动钢丝刷打磨后，胶层可完全去除，无残留，除胶效果良好；

环境状况：初始作业时产生明火及大量烟尘；启用吸尘设备及氮气供给装置后，烟尘得到有效收集，明火被完全抑制，作业环境得到改善；

基材状态：经检测，铝合金基材表面无明显损伤，表面粗糙度符合相关标准要求。

5.2.2 原理分析

连续激光输出高功率、高能量密度，环氧树脂胶层吸收激光能量后，在极短时间内快速升温、气化，部分胶层转化为粉尘，剩余胶层因高温发生碳化、变疏松，与基材的粘附力急剧下降，通过电动钢丝刷打磨即可彻底去除残留胶层。初始作业中，胶层气化过程中与空气中氧气接触发生燃烧，产生明火及烟尘；氮气具有惰性，可隔绝氧气抑制燃烧，吸尘设备则能有效收集气化产生的粉尘，解决明火及烟尘问题。

六、实验结论

本次实验针对铝合金框表面黄色环氧树脂胶，探索了两种激光除胶方案，得出以下结论：

1. 两种激光除胶方案均能实现环氧树脂胶层的去除，且均能最大限度保护铝合金基材，无明显损伤；

2. 方案一（脉冲激光+手撕）具有作业环境清洁、无烟雾无扬尘的优势，但存在除胶不彻底、残胶残留约10%的弊端，适合对除胶精度要求不高、注重作业环境的场景；

3. 方案二（连续激光+打磨）除胶效率高、效果好，可实现胶层完全去除，虽初始作业存在明火及烟尘问题，但通过配备吸尘设备及氮气供给装置可有效解决，适合对除胶效果及效率有较高要求的实际生产场景；

4. 激光除胶可有效替代传统人工打磨方式，解决人工打磨效率低、扬尘大的问题，可缓解人员招聘困难的现状。

七、备注

本次实验参数基于本次实验所用铝合金框及环氧树脂胶层工况确定，实际应用中需根据基材规格、胶层厚度等具体工况，进一步调试激光功率、扫描速度等参数，以达到最佳除胶效果。

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