Licht werk

Naast de CO2-laser, vooral gebruikt om te snijden, betreden nu ook de Nd:yag-laser en de diode-laser de werkplaats. Licht leent zich intussen voor het bekleden van afsluiters, verfstrippen en puntlassen.

De voorgevel van het Rotterdamse Stadhuis aan de Coolsingel ziet er weer fraai uit. In het voorjaar is het gebouw onderhanden genomen door het bedrijf Laserclean uit Alphen aan den Rijn. Het bedrijf maakt gebruik van een mobiele laser om het vuil van vele jaren te verwijderen. ``Zonder daarbij de natuursteen aan te tasten'', zegt Martin de Wit, directeur van Laserclean, ``Zelfs het patina, het verweringslaagje dat oude natuursteen zijn karakteristieke uiterlijk geeft, blijft behouden.'' Dankzij het intact blijven van het patina, wordt de natuursteen minder snel vuil dan wanneer deze is gestraald met zand, grit of water.

Voor het reinigen van natuursteen maakt De Wit gebruik van een Nd:YAG-laser in een vrachtwagen. Via een meterslange glasvezel wordt het laserlicht op het te reinigen oppervlak gericht. De intensiteit van het laserlicht is zo groot dat de temperatuur oploopt tot enkele honderden graden Celsius en het vuil op de steen verdampt. Doordat het vuil meteen wordt afgezogen, geeft deze methode veel minder rommel dan zand- of gritstralen.

In de werkplaats worden lasers voornamelijk gebruikt voor het snijden van plaatmateriaal. Dat gebeurt met CO2-lasers met vermogens in de orde van enkele kilowatts. De straal laserlicht verhit het oppervlak tot voorbij de smelttemperatuur van staal (circa 1500 °C) en kan door 25 millimeter dik plaatstaal snijden. Sommige bedrijven gebruiken de snij-lasers ook om te lassen, maar daarmee houdt het scala aan bewerkingen wel ongeveer op. De Nd:YAG-laser brengt daar nu verandering in. Vergeleken met een CO2-laser, hebben de Nd:YAG-laser en ook de diode-laser, die we kennen uit onze cd-speler, het voordeel dat het licht ervan door een glasvezel geleid kan worden. Bij een CO2-laser kan dat niet omdat de golflengte ervan (10,6 micrometer) buiten het bereik van de glassoorten valt die voor glasvezel worden gebruikt. De lenzen van een CO2-laser zijn dan ook gemaakt van een zeer speciaal zinkselenide-glas en het laserlicht wordt geleid via spiegels.

Dankzij de glasvezel kun je licht van de Nd:YAG-laser op enkele tientallen meters afstand gebruiken. Het ontbreken van spiegels en het feit dat een Nd:YAG-laser een vaste stoflaser is, maken hem minder kwetsbaar dan de CO2-laser. Doordat tegenwoordig vaak diode-lasers worden gebruikt om een Nd:YAG-laser `op te pompen' is het rendement ervan toegenomen tot 10 procent.

barcode

De Nd:YAG-laser en de diode-laser zijn hierdoor een stuk flexibeler dan CO2-lasers. Ook de prijs van sommige lasers komt in de buurt van wat een kleiner bedrijf zich kan veroorloven. Je kunt tegenwoordig al een Nd:YAG-laser met een bescheiden vermogen kopen voor 60 à 70.000 gulden. Deze laser leent zich uitstekend voor puntlassen en naadlassen. Verder kun je barcodes, logo's of andere productinformatie mee graveren in metalen en kunststoffen.

Een bijzondere toepassing van een Nd:YAG-laser is `cladden', het bekleden van metalen onderdelen met een beschermend laagje. Afgelopen zomer won het bedrijf NedClad BV er de Innovatieprijs Twente mee. De door hen ontwikkelde methode leent zich goed voor het bekleden van producten met een complexe vorm. Een voorbeeld zijn de gasafsluiters die de Nederlandse Aardolie Maatschappij gebruikt om winputten voor aardgas af te sluiten. Ingewikkelde werkstukken met veel holtes en uitsteeksels, die, tijdens gebruik veel te lijden hebben van zwavelwaterstof en zout, die met het aardgas mee omhoog komen.

De Universiteit Twente, het bedrijf Demar Laser uit Hengelo en HU*GE, het bedrijf van laserexpert Wim Husslage ontwikkelden gedrieën een methode, waarbij heel gericht een stroom metaalpoeder op het oppervlak wordt geblazen en meteen wordt gelast met een laser. Het poeder, een mengsel van onder meer chroom, nikkel, titanium, aluminium en nobium, wordt door een stroom van het inerte gas argon naar het werkstuk geleid. Het gas dient tegelijkertijd als bescherming tegen oxidatie van het minuscule lasbad dat ontstaat op de plaats waar het laserlicht het metaaloppervlak raakt. De resultaten liegen er niet om. Waar voorheen de gasafsluiters na een jaar al behoorlijk waren aangetast door corrosie, is er nu, na drie jaar normaal gebruik, nog niets te zien. Inmiddels wordt de techniek niet alleen gebruikt voor beschermen van metaaloppervlakken, maar ook voor het opdikken van afgesleten krukassen en nokkenassen van `old timers'.

Samen met het Bedrijfschap Schildersbedrijf onderzoekt laserexpert Husslage inmiddels ook naar wegen om de laser te gebruiken voor het verwijderen van oude verflagen. In zijn kantoor liggen een paar proefpanelen van metaal en hout waarop een verfsysteem is aangebracht, bestaande uit een paar lagen grondverf en een of twee lagen lak. Met een Nd:YAG-laser heeft hij één, twee en meer lagen verf verwijderd, waarbij sommige delen weer geheel blank geworden zijn. Schilders zijn zeer geïnteresseerd in deze manier van verf verwijderen, vooral vanwege de snelheid van werken en het gebruiksgemak.

Husslage: ``Krabben is vermoeiend, met een brander zit je altijd in de stank en bij afbijtmiddelen heb je te maken met kwalijke vloeistoffen. Vanuit een oogpunt van arbeidsomstandigheden is het verwijderen van verf met een laser daarom een uitkomst. Wat er vrijkomt aan verfresten en dampen wordt meteen afgezogen.''