Deset primjena laserske tehnologije u površinskoj obradi

Deset primjena laserske tehnologije u površinskoj obradi

Laserska površinska obrada je tehnologija koja koristi laserski snop velike gustine snage za zagrijavanje površine materijala na beskontaktni način, a njegovu površinsku modifikaciju ostvaruje provodljivim hlađenjem same površine materijala.Korisno je poboljšati mehanička i fizička svojstva površine materijala, kao i otpornost na habanje, otpornost na koroziju i otpornost dijelova na zamor.Posljednjih godina, tehnologije laserske površinske obrade kao što su lasersko čišćenje, lasersko gašenje, lasersko legiranje, ojačanje laserskim udarima i lasersko žarenje, kao i lasersko oblaganje, lasersko 3D štampanje, laserska galvanizacija i druge tehnologije proizvodnje laserskih aditiva otvorile su široku perspektivu primjene .

površinska obrada 1

1. Lasersko čišćenje

Lasersko čišćenje je brzo razvijajuća nova tehnologija čišćenja površine, koja koristi visokoenergetski pulsni laserski snop za ozračivanje površine obratka, tako da prljavština, čestice ili premaz na površini mogu odmah ispariti ili proširiti, čime se postiže proces čišćenja i pročišćavanje.Lasersko čišćenje se uglavnom dijeli na uklanjanje rđe, uklanjanje ulja, uklanjanje boje, uklanjanje premaza i druge procese;Uglavnom se koristi za čišćenje metala, čišćenje kulturnih relikvija, čišćenje arhitekture itd. Na osnovu svojih sveobuhvatnih funkcija, tačne i fleksibilne obrade, visoke efikasnosti i uštede energije, zelene zaštite životne sredine, bez oštećenja podloge, inteligencije, dobrog kvaliteta čišćenja, sigurnost, široku primjenu i druge karakteristike i prednosti, postao je sve popularniji u raznim industrijskim oblastima.

U poređenju sa tradicionalnim metodama čišćenja kao što su mehaničko čišćenje trenjem, hemijsko čišćenje od korozije, čišćenje tečnim čvrstim udarima, visokofrekventno ultrazvučno čišćenje, lasersko čišćenje ima očigledne prednosti.

2. Lasersko gašenje

Lasersko gašenje koristi visokoenergetski laser kao izvor topline kako bi metalnu površinu brzo zagrijao i ohladio.Proces gašenja se završava trenutno kako bi se dobila visoka tvrdoća i ultra-fina martenzitna struktura, poboljšala tvrdoća i otpornost na habanje metalne površine i formirala tlačna naprezanja na površini kako bi se poboljšala otpornost na zamor.Osnovne prednosti ovog procesa uključuju malu zonu zahvaćenu toplotom, malu deformaciju, visok stepen automatizacije, dobru fleksibilnost selektivnog gašenja, visoku tvrdoću rafinisanog zrna i inteligentnu zaštitu životne sredine.Na primjer, laserska tačka se može podesiti da ugasi bilo koju poziciju širine;Drugo, laserska glava i višeosna robotska veza mogu ugasiti naznačeno područje složenih dijelova.Na primjer, lasersko gašenje je izuzetno vruće i brzo, a napon i deformacija gašenja su mali.Deformacija radnog komada prije i nakon laserskog kaljenja može se gotovo zanemariti, pa je posebno pogodna za površinsku obradu dijelova sa visokim zahtjevima za preciznošću.

Trenutno se lasersko gašenje uspješno primjenjuje na površinsko ojačavanje osjetljivih dijelova u automobilskoj industriji, industriji kalupa, hardverskim alatima i industriji mašina, posebno u poboljšanju vijeka trajanja osjetljivih dijelova kao što su zupčanici, površine osovine, vodilice, čeljusti i kalupi.Karakteristike laserskog gašenja su sljedeće:

(1) Lasersko gašenje je proces brzog zagrijavanja i samopobuđenog hlađenja, koji ne zahtijeva očuvanje topline peći i gašenje rashladnog sredstva.To je proces termičke obrade bez zagađenja, ekološki prihvatljiv i neškodljiv, i može lako primijeniti jednolično gašenje na površini velikih kalupa;

(2) Kako je brzina laserskog zagrijavanja velika, zona utjecaja topline je mala, a površinsko skeniranje grijanjem, odnosno trenutno lokalno gašenje zagrijavanjem, deformacija obrađene matrice je vrlo mala;

(3) Zbog malog ugla divergencije laserskog snopa, ima dobru usmjerenost i može precizno lokalno ugasiti površinu kalupa kroz sistem za vođenje svjetlosti;

(4) Dubina očvrslog sloja laserskog površinskog gašenja je općenito 0,3-1,5 mm.

3. Lasersko žarenje

Lasersko žarenje je proces toplinske obrade koji koristi laser za zagrijavanje površine materijala, izlaganje materijala visokoj temperaturi dugo vremena, a zatim ga polako hladi.Glavna svrha ovog procesa je oslobađanje naprezanja, povećanje duktilnosti i žilavosti materijala i stvaranje posebne mikrostrukture.Karakterizira ga sposobnost prilagođavanja strukture matrice, smanjenja tvrdoće, rafiniranja zrna i eliminacije unutrašnjeg naprezanja.Posljednjih godina, tehnologija laserskog žarenja također je postala novi proces u industriji obrade poluvodiča, koji može uvelike poboljšati integraciju integriranih kola.

4. Lasersko jačanje šoka

Tehnologija laserskog ojačanja šoka je nova i visoka tehnologija koja koristi udarni val plazme generiran snažnim laserskim snopom za poboljšanje otpornosti na zamor, otpornost na habanje i koroziju metalnih materijala.Ima mnoge izvanredne prednosti, kao što su zona bez utjecaja topline, visoka energetska efikasnost, ultra visoka stopa naprezanja, snažna kontrola i izvanredan učinak jačanja.Istovremeno, ojačanje laserskim udarima ima karakteristike dubljeg zaostalog tlačnog naprezanja, bolje mikrostrukture i površinskog integriteta, bolje termičke stabilnosti i dužeg vijeka trajanja.Posljednjih godina ova tehnologija je postigla brzi razvoj, te ima veliku ulogu u avio-svemirskoj, nacionalnoj odbrambenoj i vojnoj industriji i drugim oblastima.Osim toga, premaz se uglavnom koristi za zaštitu radnog komada od laserskih opekotina i poboljšanje apsorpcije laserske energije.Trenutno se najčešće koriste materijali za premazivanje crne boje i aluminijske folije.

Lasersko peening (LP), također poznat kao lasersko šok peening (LSP), je proces koji se primjenjuje u području površinskog inženjeringa, odnosno korištenje impulsnih laserskih zraka velike snage za stvaranje zaostalih naprezanja u materijalima kako bi se poboljšala otpornost na habanje (kao što je otpornost na habanje i otpornost na zamor) površina materijala, ili za poboljšanje čvrstoće tankih dijelova materijala kako bi se povećala površinska tvrdoća materijala.

Za razliku od većine aplikacija za obradu materijala, LSP ne koristi lasersku snagu za termičku obradu da bi postigao željeni efekat, već koristi udar zraka za mehaničku obradu.Laserski snop velike snage koristi se za udar na površinu ciljanog radnog komada kratkim impulsom velike snage.

Svjetlosni snop udara na metalni radni predmet, odmah isparava radni predmet u stanje tanke plazme i primjenjuje pritisak udarnog vala na radni predmet.Ponekad se tanak sloj neprozirnog materijala za oblaganje dodaje radnom komadu kako bi se zamijenilo isparavanje metala.Za stvaranje pritiska koriste se drugi prozirni materijali za oblaganje ili inercijski interferentni slojevi za hvatanje plazme (obično vode).

Plazma proizvodi efekat udarnog talasa, preoblikuje površinsku mikrostrukturu obratka na tački udara, a zatim generiše lančanu reakciju ekspanzije i kompresije metala.Duboko tlačno naprezanje uzrokovano ovom reakcijom može produžiti vijek trajanja komponente.

5. Lasersko legiranje

Lasersko legiranje je nova tehnologija modifikacije površine, koja se može koristiti za pripremu amorfnih nanokristalnih ojačanih kermet kompozitnih prevlaka na površini konstruktivnih dijelova prema različitim uvjetima rada zrakoplovnih materijala i karakteristikama zagrijavanja laserskog zraka velike gustoće energije i brzine kondenzacije, tako da kako bi se postigla svrha modifikacije površine vazduhoplovnih materijala.U poređenju sa tehnologijom laserskog legiranja, tehnologija laserskog oblaganja ima karakteristike malog omjera razrjeđenja supstrata prema rastopljenom bazenu, male zone pod utjecajem topline, male termičke deformacije obratka i male stope otpada nakon obrade laserskog oblaganja.Lasersko oblaganje može značajno poboljšati površinska svojstva materijala i popraviti istrošene materijale.Ima karakteristike visoke efikasnosti, velike brzine, zelene zaštite životne sredine i bez zagađenja, kao i dobre performanse radnog komada nakon tretmana.

površinska obrada 26. Lasersko oblaganje

Tehnologija laserskog oblaganja također je jedna od novih tehnologija modifikacije površine koja predstavlja smjer razvoja i nivo površinskog inženjeringa.Tehnologija laserskog oblaganja postala je žarište istraživanja u modificiranju površine titanijumskih legura zbog svojih prednosti bez zagađenja i metalurške kombinacije između premaza i podloge.Keramički premaz za lasersko oblaganje ili kompozitni premaz ojačan keramičkim česticama je efikasan način za poboljšanje površinske otpornosti na habanje legure titana.U skladu sa stvarnim radnim uslovima, izaberite odgovarajući sistem materijala, a tehnologija laserskog oblaganja može postići najbolje zahteve procesa.Tehnologija laserskog oblaganja može popraviti različite pokvarene dijelove, kao što su lopatice aeromotora.

Razlika između laserskog površinskog legiranja i laserskog površinskog oblaganja je u tome što je lasersko površinsko legiranje potpuno miješanje dodatih elemenata legure i površinskog sloja supstrata u tekućem stanju kako bi se formirao sloj legure;Lasersko površinsko oblaganje je da otopi sav predpremaz i mikro otopi površinu supstrata, tako da sloj obloge i materijal podloge formiraju metaluršku kombinaciju i zadrži sastav obložnog sloja u osnovi nepromijenjen.Lasersko legiranje i tehnologija laserskog oblaganja uglavnom se koriste za poboljšanje površinske otpornosti na habanje, otpornost na koroziju i otpornost na klasiranje titanijumskih legura.

Trenutno se tehnologija laserskog oblaganja široko koristi u popravci i modifikaciji metalnih površina.Međutim, iako tradicionalno lasersko oblaganje ima prednosti i karakteristike fleksibilne obrade, popravke posebnog oblika, korisnički definisanog aditiva, itd., njegova radna efikasnost je niska i još uvijek ne može zadovoljiti zahtjeve velike brze proizvodnje i obrade u neka proizvodna polja.Kako bi se zadovoljile potrebe masovne proizvodnje i poboljšala efikasnost oblaganja, nastala je brza tehnologija laserskog oblaganja.

Tehnologija laserskog oblaganja velike brzine može ostvariti kompaktan sloj obloge bez oštećenja.Kvalitet površine obložnog sloja je kompaktan, metalurško spajanje sa podlogom, bez otvorenih defekata, a površina je glatka.Može se obraditi ne samo na rotirajućem tijelu, već i na ravnoj i složenoj površini.Kroz kontinuiranu tehničku optimizaciju, ova tehnologija se može široko koristiti u uglju, metalurgiji, offshore platformama, proizvodnji papira, civilnim uređajima, automobilima, brodovima, naftnoj, zrakoplovnoj industriji i postati zeleni proces prerade koji može zamijeniti tradicionalnu tehnologiju galvanizacije.

7. Lasersko graviranje

Lasersko graviranje je proces laserske obrade koji koristi CNC tehnologiju za projektovanje laserskog snopa visoke energije na površinu materijala i koristi termalni efekat koji generiše laser za proizvodnju jasnih šara na površini materijala.Fizička denaturacija topljenja i gasifikacija materijala za obradu pod zračenjem laserskog graviranja može omogućiti lasersko graviranje u svrhu obrade.Lasersko graviranje je korištenje lasera za graviranje riječi na objektu.Riječi isklesane ovom tehnologijom nemaju zareze, površina predmeta je glatka i ravna, a rukopis se neće istrošiti.Njegove karakteristike i prednosti uključuju: siguran i pouzdan;Precizan i pedantan, preciznost može doseći 0,02 mm;Sačuvajte zaštitu životne sredine i materijala tokom obrade;Velika brzina, velika brzina graviranja prema izlaznim crtežima;Niska cijena, nije ograničena količinom obrade itd.

površinska obrada 3

8. Lasersko 3D štampanje

Proces usvaja tehnologiju laserskog oblaganja, koja koristi laser za ozračivanje toka praha koji se prenosi mlaznicom kako bi se direktno otopila jednostavna supstanca ili prah legure.Nakon što laserski snop izađe, tečnost legure se brzo stvrdnjava kako bi se ostvario brzi prototip legure.Trenutno se široko koristi u industrijskom modeliranju, proizvodnji mašina, vazduhoplovstvu, vojsci, arhitekturi, filmu i televiziji, kućnim aparatima, lakoj industriji, medicini, arheologiji, kulturi i umetnosti, skulpturi, nakitu i drugim oblastima.

površinska obrada4

9. Tipične industrijske primjene laserske površinske obrade i ponovne proizvodnje

Trenutno se tehnologije, procesi i oprema za obradu površina laserom i aditivne proizvodnje široko koriste u metalurgiji, rudarskim mašinama, kalupima, naftnoj energiji, hardverskim alatima, željezničkom tranzitu, zrakoplovstvu, strojevima i drugim industrijama.

 

10. Primjena tehnologije laserske galvanizacije

Laserska galvanizacija je nova tehnologija galvanizacije visokoenergetskim snopom, koja je od velikog značaja za proizvodnju i popravku mikroelektronskih uređaja i velikih integrisanih kola.Trenutno, iako su principi laserske galvanizacije, laserske ablacije, plazma laserskog taloženja i laserskog mlaza još uvijek u fazi istraživanja, njihove tehnologije su primijenjene.Kada kontinuirani laser ili pulsni laser ozrači površinu katode u kadi za galvanizaciju, ne samo da se brzina taloženja metala može značajno poboljšati, već se i kompjuter može koristiti za kontrolu putanje laserskog snopa kako bi se dobio neoklopljeni premaz na očekivana složena geometrija.

Primena laserske galvanizacije u praksi uglavnom se zasniva na sledeće dve karakteristike:

(1) Brzina u području laserskog zračenja je mnogo veća od brzine galvanizacije u tijelu (oko 103 puta);

(2) Kontrolna sposobnost lasera je jaka, što može učiniti da neophodni dio materijala istaloži potrebnu količinu metala.Obična galvanizacija se odvija na cijeloj podlozi elektrode, a brzina galvanizacije je spora, pa je teško formirati složene i fine šare.Laserska galvanizacija može prilagoditi laserski snop mikrometarskoj veličini i provesti neoklopljeno praćenje na mikrometarskoj veličini.Za dizajn kola, popravku kola i lokalno taloženje na komponentama mikroelektronskih konektora, ova vrsta mapiranja velike brzine postaje sve praktičnija.

U poređenju sa običnom galvanizacijom, njene prednosti su:

(1) Velika brzina taloženja, kao što je lasersko pozlaćivanje do 1 μ M/s, lasersko bakreno prevlačenje do 10 μ M/s, lasersko mlazno pozlaćivanje do 12 μ M/s, lasersko mlaz bakra do 50 μ m/s;

(2) Do taloženja metala dolazi samo u području laserskog zračenja, a lokalni sloj taloženja može se dobiti bez mjera zaštite, čime se pojednostavljuje proizvodni proces;

(3) Adhezija premaza je znatno poboljšana;

(4) Jednostavna automatska kontrola;

(5) Štedi plemenite metale;

(6) Uštedite ulaganja u opremu i vrijeme obrade.

Kada kontinuirani laser ili impulsni laser ozrači površinu katode u kadi za galvanizaciju, ne samo da se brzina taloženja metala može značajno poboljšati, već i kompjuter može kontrolisati stazu kretanja laserskog snopa kako bi se dobio neoklopljeni premaz sa očekivanim kompleksom. geometrija.Trenutna nova tehnologija poboljšane galvanizacije laserskim mlazom kombinira tehnologiju poboljšane galvanizacije laserom s raspršivanjem otopine za galvanizaciju, tako da laser i otopina za galvanizaciju mogu istovremeno pucati na površinu katode, a brzina prijenosa mase je mnogo veća od brzine prijenosa mase mikro miješanja uzrokovanog laserskim zračenjem, čime se postiže vrlo velika brzina taloženja.

površinska obrada5

Budući razvoj i inovacije

U budućnosti, smjer razvoja laserske površinske obrade i opreme za aditivnu proizvodnju može se sažeti na sljedeći način:

·Visoka efikasnost – visoka efikasnost obrade, zadovoljavajući brzi proizvodni ritam moderne industrije;

· Visoke performanse – oprema ima različite funkcije, stabilne performanse i pogodna je za različite uslove rada;

·Visoka inteligencija – nivo inteligencije se stalno poboljšava, uz manje ručnih intervencija;

·Niski troškovi – troškovi opreme se mogu kontrolisati, a troškovi potrošnog materijala su smanjeni;

·Prilagođavanje – personalizovano prilagođavanje opreme, precizna postprodajna usluga,

·I kombinovanje – kombinovanje laserske tehnologije sa tradicionalnom tehnologijom obrade.


Vrijeme objave: Sep-17-2022

  • Prethodno:
  • Sljedeći: