Aké sú aplikácie laserovej technológie pri povrchovej úprave?

Laserová povrchová úprava je použitie laserového lúča s vysokou hustotou na ohrievanie povrchu materiálu bezkontaktným spôsobom. Technológia povrchovej úpravy je realizovaná vodivým chladením samotného povrchu materiálu. Má veľký prínos pri zlepšovaní mechanických a fyzikálnych vlastností povrchu materiálu, ako aj pri zlepšovaní odolnosti dielov proti opotrebovaniu, korózii a únave. V posledných rokoch priniesli technológie laserovej povrchovej úpravy, ako je čistenie laserom, kalenie laserom, legovanie laserom, spevnenie laserovým šokom, laserové žíhanie, ako aj laserové plátovanie, laserová 3D tlač, laserové pokovovanie a ďalšie technológie výroby laserových aditív, široké možnosti použitia. .

Laserové čistenieje rýchlo sa rozvíjajúca nová technológia povrchového čistenia, ktorá využíva vysokoenergetický pulzný laserový lúč na ožarovanie povrchu obrobku tak, že povrch nečistôt, častíc alebo povlaku sa okamžite odparí alebo expanzné stiahne, aby sa dosiahol čistý proces. Laserové čistenie sa delí hlavne na odstraňovanie hrdze, odstraňovanie oleja, odstraňovanie náterov, lakovanie a iné procesy; Používa sa hlavne pri čistení kovov, čistení kultúrnych pamiatok, čistení budov atď. Vďaka svojim komplexným funkciám, precíznemu a flexibilnému spracovaniu, vysokej účinnosti a úspore energie, ekologickej ochrane životného prostredia, nepoškodzovaniu substrátu, inteligencii, dobrej kvalite čistenia, bezpečnosti, širokému spektru použitia a ďalším vlastnostiam a výhodám je stále obľúbenejší v rôzne priemyselné oblasti.

V porovnaní s tradičnými metódami čistenia, ako je čistenie mechanickým trením, čistenie chemickou koróziou, silné nárazové čistenie tekutých pevných látok, vysokofrekvenčné ultrazvukové čistenie, má laserové čistenie zjavné výhody.

Laserové kaleniepoužíva vysokoenergetický laser ako zdroj tepla na rýchle zahriatie a chladenie kovového povrchu, okamžité ukončenie procesu kalenia, získanie vysokej tvrdosti, ultra jemnej martenzitickej štruktúry, zlepšenie tvrdosti a odolnosti kovového povrchu proti opotrebeniu a vytvorenie kompresie namáhanie povrchu na zlepšenie odolnosti proti únave. Medzi hlavné výhody tohto procesu patrí malá tepelne ovplyvnená zóna, malá deformácia, vysoký stupeň automatizácie, dobrá flexibilita selektívneho kalenia, vysoká tvrdosť zušľachteného zrna a inteligentná ochrana životného prostredia. Napríklad laserový bod môže byť nastavený tak, aby zhášal polohu akejkoľvek šírky; Po druhé, laserová hlava je prepojená s viacosovým robotom na ochladenie určenej oblasti zložitých dielov. Napríklad kalenie laserom je extrémne horúce a studené a napätie pri kalení a deformácia sú malé. Deformáciu obrobku pred a po kalení laserom je možné takmer ignorovať, preto je obzvlášť vhodný na povrchovú úpravu dielov vyžadujúcich vysokú presnosť.

V súčasnosti sa laserové kalenie úspešne aplikovalo na povrchové spevnenie opotrebiteľných dielov v automobilovom priemysle, výrobe foriem, hardvérových nástrojoch a strojárskom priemysle, najmä pri zvyšovaní životnosti ozubených kolies, povrchu hriadeľa, vodiacej lišty, čeľustí, foriem a iných opotrebiteľných dielov a efekt je pozoruhodný. Vlastnosti laserového kalenia sú nasledovné:

1) Laserové kalenie je rýchle zahrievanie, samochladenie a nevyžaduje izoláciu pece a chladenie chladiacej kvapaliny. Ide o proces tepelného spracovania na ochranu životného prostredia bez znečistenia, ktorý možno ľahko implementovať rovnomerne ochladzovať veľké povrchy foriem;

2) Pretože rýchlosť ohrevu laserom je vysoká, zóna ovplyvnená teplom je malá a kalenie ohrevu pri povrchovom skenovaní je okamžité kalenie lokálneho ohrevu, takže deformácia spracovanej formy je veľmi malá;

3) Vzhľadom na malý uhol divergencie laserového lúča má dobrú smerovosť a môže vykonávať presné lokálne ochladzovanie povrchu formy cez systém vedenia svetla;

4) Hĺbka kalenej vrstvy kalenia povrchu lasera je vo všeobecnosti 0,3 ~ 1,5 mm.

Laserové žíhanie sa vzťahuje na proces tepelného spracovania, ktorý využíva laser na zahriatie povrchu materiálu, vystavenie materiálu vysokým teplotám na dlhú dobu a následné pomalé ochladenie. Hlavným účelom procesu je uvoľniť napätie, zvýšiť ťažnosť a húževnatosť materiálu a vytvoriť špeciálnu mikroštruktúru. Môže upraviť štruktúru matrice, znížiť tvrdosť, zjemniť zrno a odstrániť vnútorné napätie. V posledných rokoch sa technológia laserového žíhania stala novým procesom aj v priemysle spracovania polovodičov, ktorý môže výrazne zlepšiť integráciu integrovaných obvodov.

Technológia posilňovania laserovým šokom je druh špičkovej technológie, ktorá využíva plazmovú rázovú vlnu generovanú silným laserovým lúčom na zlepšenie schopnosti kovových materiálov proti únave, opotrebovaniu a korózii. Má výhody tepelne neovplyvnenej zóny, vysoké využitie energie, vysokú rýchlosť deformácie, silnú ovládateľnosť a pozoruhodný posilňujúci účinok. Zároveň má rázové spevnenie laserom vlastnosti hlbšieho zvyškového tlakového napätia, lepšej mikroštruktúry a celistvosti povrchu, lepšej tepelnej stability a dlhšej životnosti. V posledných rokoch sa táto technológia rýchlo rozvíja a je veľmi užitočná v oblasti letectva a národnej obrany. Okrem toho je úlohou použitia povlaku hlavne chrániť obrobok pred popálením laserom a zvýšiť absorpciu laserovej energie a bežne používanými náterovými materiálmi sú čierna farba a hliníková fólia.

Laser shot peening (LP), tiež známy ako spevnenie laserovým šokom (LSP), je proces aplikovaný v oblasti povrchového inžinierstva, to znamená použitie pulzných vysokovýkonných laserových lúčov na vytvorenie zvyškového napätia v materiáli na zlepšenie odolnosť proti poškodeniu povrchu materiálu (ako je odolnosť proti opotrebovaniu a odolnosť proti únave) alebo na zlepšenie pevnosti tenkej časti materiálu na posilnenie povrchovej tvrdosti materiálu.

Na rozdiel od väčšiny aplikácií spracovania materiálov, LSP nepoužíva laserovú energiu na tepelné spracovanie na dosiahnutie požadovaných výsledkov, ale namiesto toho využíva dopad lúča na obrábanie. Vysokovýkonný laserový lúč s vysokovýkonným krátkym pulzným dopadom na povrch obrobku.

Lúč svetla dopadá na kovový obrobok, okamžite ho odparí do tenkej vrstvy plazmového stavu a aplikuje na obrobok tlak rázovej vlny. Niekedy je na obrobok pripevnená tenká vrstva nepriehľadného plášťa, ktorá nahrádza odparovanie kovu. Na natlakovanie sa plazma (zvyčajne voda) zachytáva pomocou iných priehľadných obkladových materiálov alebo inerciálnych interferenčných vrstiev.

Plazma vytvára efekt rázových vĺn, pretvára povrchovú mikroštruktúru obrobku v mieste dopadu, čo následne vytvára reťazovú reakciu rozpínania a stláčania kovu. Hlboké tlakové napätie generované touto reakciou môže predĺžiť životnosť komponentu.

Laserové legovanie je nová technológia povrchovej úpravy, ktorá dokáže pripraviť amorfný jednoduchý nanokryštalický vystužený cermetový kompozitný povlak na povrchu konštrukčných dielov podľa rôznych prevádzkových podmienok leteckých materiálov pomocou laserového lúča s vysokou hustotou energie s vysokou rýchlosťou ohrevu a kondenzácie. V porovnaní s technológiou laserového legovania má technológia laserového plátovania vlastnosti menšej rýchlosti riedenia substrátu do roztaveného kúpeľa, menšej tepelne ovplyvnenej zóny, menšej tepelnej deformácie obrobku a menšej miery šrotu obrobku po ošetrení laserovým plátovaním. Laserové plátovanie môže výrazne zlepšiť povrchové vlastnosti materiálov, môže byť opravené pri opotrebovaní materiálov, s vysokou účinnosťou, vysokou rýchlosťou, ekologickou ochranou životného prostredia a bez znečistenia a dobrým výkonom obrobku po spracovaní.

Laserové opláštenietechnológia je tiež jednou z nových technológií povrchových úprav reprezentujúcich smer vývoja a úroveň povrchového inžinierstva. Technológia laserového plátovania sa stala horúcim miestom v štúdiu povrchových modifikácií titánových zliatin vďaka svojim výhodám bez znečistenia a metalurgickej väzbe medzi povlakom a substrátom. Keramický povlak s laserovým povlakom alebo kompozitný povlak vystužený keramickými časticami je účinný spôsob, ako zlepšiť odolnosť titánových zliatin proti opotrebeniu povrchu. Podľa skutočných pracovných podmienok sa vyberie vhodný materiálový systém a najlepšie požiadavky na proces možno dosiahnuť technológiou laserového plátovania. Technológia laserového opláštenia dokáže opraviť rôzne poškodené časti, ako sú lopatky leteckých motorov.

Rozdiel medzi laserovým povrchovým legovaním a laserovým povrchovým plátovaním je v tom, že legovacia vrstva je vytvorená zmiešaním pridaných legujúcich prvkov a povrchu substrátu v tekutom stave. Laserový povrchový povlak má roztaviť všetok predbežný povlak a roztaviť povrch substrátu tak, že plátovacia vrstva a materiál substrátu tvoria metalurgickú kombináciu a zachovávajú zloženie plátovacej vrstvy v podstate nezmenené. Technológia laserového legovania a laserového plátovania sa používa hlavne na zlepšenie odolnosti proti opotrebeniu povrchu, odolnosti proti korózii a odolnosti titánových zliatin.

V súčasnosti sa technológia laserového plátovania široko používa pri opravách a úpravách kovových povrchov, ale hoci tradičné laserové plátovanie má výhody a vlastnosti flexibilného spracovania, tvarovej opravy, aditíva na mieru atď., Pracovná účinnosť je nízka a nie je možné uspokojiť potreby rozsiahlej a rýchlej výroby a spracovania, ktoré sa vyžadujú v niektorých výrobných oblastiach. Aby sa uspokojila požiadavka na veľkoobjemovú a vysokorýchlostnú výrobu a zlepšila sa účinnosť obkladu, vznikla technológia vysokorýchlostného laserového obkladu.

Spracovanie laserovým gravírovaním je použitie technológie numerického riadenia ako základ, vysokoenergetický laserový lúč premietaný na povrch materiálu, použitie laserového tepelného efektu, povrch materiálu na vytvorenie jasného vzoru procesu laserového spracovania. Fyzická deformácia spracovateľského materiálu pri okamžitom tavení a splyňovaní pod ožiarením laserovým gravírovaním môže laserové gravírovanie realizovať účel spracovania. Laserové gravírovanie je použitie lasera na písanie slov na predmet, táto technológia vyryla slovo bez značiek, povrch predmetu je hladký a plochý, písanie sa neopotrebuje. Medzi jeho vlastnosti a výhody patrí: bezpečnosť a spoľahlivosť; Presné a jemné, presnosť môže dosiahnuť 0,02 mm; Šetrí ochranu životného prostredia, spracovanie šetrí materiály; Vysokorýchlostné, vysokorýchlostné gravírovanie podľa výstupného vzoru; Nízke náklady, nie sú obmedzené počtom spracovaní.

Proces využíva technológiu laserového plátovania, použitie laserovej ožarovacej dýzy na dopravu toku prášku, priame roztavenie elementárneho alebo zliatinového prášku, po opustení laserového lúča zliatinová kvapalina rýchlo stuhne, aby sa dosiahlo rýchle formovanie zliatiny. V súčasnosti je široko používaný v priemyselnom modelovaní, strojárskej výrobe, letectve, armáde, architektúre, filme a televízii, domácich spotrebičoch, ľahkom priemysle, medicíne, archeológii, kultúre a umení, sochárstve, šperkoch a ďalších oblastiach.

V súčasnosti sa laserová povrchová úprava a technológia výroby aditív, proces a zariadenia široko používajú v metalurgii, banských strojoch, plesniach, ropnej energii, hardvérových nástrojoch, železničnej doprave, letectve, strojárstve a iných priemyselných odvetviach.

Laserové galvanické pokovovanie je nová technológia vysokoenergetického galvanického pokovovania, ktorá má veľký význam pre výrobu a opravu mikroelektronických zariadení a rozsiahlych integrovaných obvodov. V súčasnosti, aj keď sú princípy laserového pokovovania, laserovej ablácie, plazmového laserového nanášania a laserového vstrekovania stále predmetom výskumu, táto technológia sa už používa. Keď sa kontinuálny laser alebo pulzný laser ožaruje na katódový povrch galvanického bazéna, nielenže sa môže výrazne zlepšiť rýchlosť nanášania kovu, ale riadením trajektórie sa môže získať aj netienený povlak s očakávanou komplexnou geometriou. laserového lúča pomocou počítača.

V porovnaní s bežným galvanickým pokovovaním sú jeho výhody:

(1) Rýchlosť nanášania je vysoká, ako je laserové pozlátenie do 1μm/s, laserové pokovovanie medi do 10μm/s, laserové pokovovanie do 12μm/s, laserové pokovovanie medi do 50μm/s;

(2) K depozícii kovu dochádza len v oblasti laserového žiarenia a lokálny depozičný povlak možno získať bez použitia tieniacich opatrení, čím sa zjednoduší výrobný proces;

(3) väzbová sila povlaku je výrazne zlepšená;

(4) Jednoduché dosiahnutie automatického ovládania;

(5) S výnimkou drahých kovov;

(6) Ušetrite investície do vybavenia a čas spracovania.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. je high-tech podnik špecializujúci sa na výskum a vývoj, výrobu a predaj automatického laserového plátovacieho stroja, vysokorýchlostného laserového plátovacieho stroja, laserového kaliaceho stroja, laserového zváracieho stroja a laserového 3D tlačového zariadenia. Naše produkty sú nákladovo efektívne a predávajú sa doma iv zahraničí. Ak máte záujem o naše produkty, kontaktujte nás na adrese bob@gshenglaser.com.