Koje su primjene laserske tehnologije u površinskoj obradi?

Laserska površinska obrada je korištenje laserske zrake velike gustoće za zagrijavanje površine materijala na beskontaktni način. Tehnologija modifikacije površine ostvaruje se kondukcijskim hlađenjem same površine materijala. Od velike je koristi u poboljšanju mehaničkih i fizikalnih svojstava površine materijala, kao i poboljšanju otpornosti na trošenje, otpornosti na koroziju i otpornosti na zamor dijelova. Posljednjih godina, tehnologije laserske obrade površine kao što su lasersko čišćenje, lasersko kaljenje, lasersko legiranje, lasersko ojačavanje udarom, lasersko žarenje, kao i lasersko oblaganje, laserski 3D ispis, lasersko nanošenje i druge tehnologije laserske aditivne proizvodnje otvorile su perspektivu široke primjene .

Lasersko čišćenjeje brzo razvijajuća nova tehnologija čišćenja površine, koja koristi pulsirajuću lasersku zraku visoke energije za zračenje površine obratka tako da površina prljavštine, čestica ili premaza trenutno isparava ili se skida ekspanzijom, kako bi se postigao čist proces. Lasersko čišćenje se uglavnom dijeli na uklanjanje hrđe, uklanjanje ulja, uklanjanje boje, premazivanje i druge procese; Uglavnom se koristi za čišćenje metala, čišćenje kulturnih relikvija, čišćenje zgrada i tako dalje. Na temelju svojih opsežnih funkcija, precizne i fleksibilne obrade, visoke učinkovitosti i uštede energije, zelene zaštite okoliša, bez oštećenja podloge, inteligencije, dobre kvalitete čišćenja, sigurnosti, širokog raspona primjene i drugih karakteristika i prednosti, sve je popularniji u razna industrijska polja.

U usporedbi s tradicionalnim metodama čišćenja kao što su mehaničko čišćenje trenjem, kemijsko čišćenje od korozije, čišćenje tekućim čvrstim jakim udarcima, visokofrekventno ultrazvučno čišćenje, lasersko čišćenje ima očite prednosti.

Lasersko kaljenjekoristi visokoenergetski laser kao izvor topline kako bi se metalna površina brzo zagrijala i ohladila, trenutačno dovršio proces kaljenja, dobio visoku tvrdoću, ultra-finu martenzitnu strukturu, poboljšao tvrdoću i otpornost na habanje metalne površine i formirao kompresiju stres na površini kako bi se poboljšala otpornost na umor. Osnovne prednosti ovog procesa uključuju malu zonu utjecaja topline, malu deformaciju, visok stupanj automatizacije, dobru fleksibilnost selektivnog kaljenja, visoku tvrdoću rafiniranog zrna i inteligentnu zaštitu okoliša. Na primjer, laserska točka može se podesiti da ugasi položaj bilo koje širine; Drugo, laserska glava je povezana s robotom s više osi za gašenje određenog područja složenih dijelova. Na primjer, lasersko kaljenje je izuzetno vruće i hladno, a naprezanje i deformacija su mali. Deformacija izratka prije i nakon laserskog kaljenja može se gotovo zanemariti, stoga je posebno pogodan za površinsku obradu dijelova koji zahtijevaju visoku preciznost.

Trenutačno se lasersko kaljenje uspješno primjenjuje za površinsko ojačavanje potrošnih dijelova u automobilskoj industriji, industriji kalupa, hardverskih alata i industriji strojeva, posebno u poboljšanju životnog vijeka zupčanika, površine osovine, vodilice, čeljusti, kalupa i drugih potrošnih dijelova, a učinak je izvanredan. Značajke laserskog gašenja su sljedeće:

1) Lasersko kaljenje je brzo zagrijavanje, samohlađenje i ne zahtijeva izolaciju peći i kaljenje rashladne tekućine. To je zeleni proces toplinske obrade za zaštitu okoliša bez zagađenja, koji se može lako provesti ravnomjernim gašenjem velikih površina kalupa;

2) Budući da je brzina laserskog zagrijavanja velika, zona utjecaja topline je mala, a kaljenje grijanjem skeniranjem površine trenutno je lokalno kaljenje grijanjem, tako da je deformacija obrađenog kalupa vrlo mala;

3) Zbog malog kuta divergencije laserske zrake, ima dobru usmjerenost i može izvršiti precizno lokalno kaljenje površine kalupa kroz sustav svjetlovoda;

4) Dubina otvrdnutog sloja laserskog površinskog kaljenja općenito je 0.3 ~ 1,5 mm.

Lasersko žarenje odnosi se na proces toplinske obrade koji koristi laser za zagrijavanje površine materijala, izlaganje materijala visokim temperaturama kroz dugo vremensko razdoblje, a zatim ga polako hladi. Glavna svrha procesa je oslobađanje naprezanja, povećanje duktilnosti i žilavosti materijala te stvaranje posebne mikrostrukture. Može prilagoditi strukturu matrice, smanjiti tvrdoću, pročistiti zrnatost i eliminirati unutarnje naprezanje. Posljednjih godina tehnologija laserskog žarenja također je postala novi proces u industriji obrade poluvodiča, koji može uvelike poboljšati integraciju integriranih krugova.

Tehnologija ojačanja laserskim udarom vrsta je visoke tehnologije koja koristi udarni val plazme generiran snažnom laserskom zrakom za poboljšanje sposobnosti otpornosti na zamor, trošenja i korozije metalnih materijala. Ima prednosti bez zone utjecaja topline, velike iskoristivosti energije, velike brzine deformacije, snažne upravljivosti i izvanrednog učinka ojačanja. U isto vrijeme, lasersko ojačanje ima značajke dubljeg zaostalog tlačnog naprezanja, bolje mikrostrukture i integriteta površine, bolje toplinske stabilnosti i duljeg vijeka trajanja. Posljednjih godina tehnologija se ubrzano razvija i vrlo je korisna u područjima zrakoplovne i svemirske obrane. Osim toga, uloga upotrebe premaza je uglavnom zaštita obratka od laserskog opeklina i povećanje apsorpcije laserske energije, a najčešće korišteni materijali za premazivanje su crna boja i aluminijska folija.

Lasersko shot peening (LP), također poznato kao lasersko udarno ojačanje (LSP), proces je koji se primjenjuje na području površinskog inženjeringa, odnosno korištenje pulsirajućih laserskih zraka velike snage za stvaranje zaostalog naprezanja u materijalu radi poboljšanja otpornost na oštećenje površine materijala (kao što je otpornost na habanje i otpornost na zamor), ili za poboljšanje čvrstoće tankog presjeka materijala za jačanje površinske tvrdoće materijala.

Za razliku od većine aplikacija za obradu materijala, LSP ne koristi lasersku snagu za toplinsku obradu za postizanje željenih rezultata, već umjesto toga koristi udar zrake za strojnu obradu. Laserska zraka velike snage s kratkim pulsnim udarom velike snage cilja na površinu izratka.

Snop svjetlosti pogađa metalni izradak, trenutačno isparavajući izradak u tanki sloj stanja plazme i primjenjujući pritisak udarnog vala na izradak. Ponekad je tanki sloj neprozirne obloge pričvršćen na obradak kako bi se zamijenilo isparavanje metala. Za stvaranje tlaka, plazma (obično voda) se hvata pomoću drugih prozirnih materijala za oblaganje ili inercijskih interferencijskih slojeva.

Plazma proizvodi učinak udarnog vala, preoblikujući površinsku mikrostrukturu obratka na mjestu udara, što zauzvrat stvara lančanu reakciju širenja i kompresije metala. Duboko tlačno naprezanje koje nastaje ovom reakcijom može produžiti vijek trajanja komponente.

Lasersko legiranje nova je tehnologija modificiranja površine, koja može pripremiti amorfnu jednostruku nanokristalnu ojačanu kermetnu kompozitnu prevlaku na površini strukturnih dijelova u skladu s različitim uvjetima rada zrakoplovnih materijala korištenjem laserske zrake visoke gustoće energije s visokom brzinom zagrijavanja i kondenzacije. U usporedbi s tehnologijom laserskog legiranja, tehnologija laserskog oblaganja ima karakteristike manje stope razrjeđivanja supstrata u bazenu rastaljene mase, manju zonu utjecaja topline, manju toplinsku deformaciju obratka i manju stopu otpadaka obratka nakon tretmana laserskim oblaganjem. Lasersko oblaganje može značajno poboljšati površinska svojstva materijala, može se popraviti za materijale koji kvare habanje, s visokom učinkovitošću, velikom brzinom, zelenom zaštitom okoliša i bez zagađenja i dobrim performansama obratka nakon obrade.

Lasersko oblaganjetehnologija je također jedna od novih tehnologija modifikacije površine koja predstavlja razvojni smjer i razinu površinskog inženjerstva. Tehnologija laserskog oblaganja postala je vruća točka u proučavanju površinske modifikacije titanovih legura zbog svoje prednosti bez onečišćenja i metalurškog povezivanja između premaza i podloge. Laserski obloženi keramički premaz ili kompozitni premaz ojačan keramičkim česticama učinkovit je način poboljšanja površinske otpornosti na habanje legura titana. U skladu sa stvarnim radnim uvjetima odabire se odgovarajući sustav materijala, a najbolji procesni zahtjevi mogu se postići tehnologijom laserskog oblaganja. Tehnologija laserskog oblaganja može popraviti razne pokvarene dijelove, poput lopatica zrakoplovnog motora.

Razlika između laserskog površinskog legiranja i laserskog površinskog oblaganja je u tome što se legirani sloj formira miješanjem dodanih legiranih elemenata i površine supstrata u tekućem stanju. Lasersko površinsko oblaganje treba otopiti sav prethodni premaz i otopiti površinu supstrata, tako da sloj oblaganja i materijal supstrata formiraju metaluršku kombinaciju i zadržavaju sastav obložnog sloja u osnovi nepromijenjenim. Tehnologija laserskog legiranja i laserskog oblaganja uglavnom se koristi za poboljšanje površinske otpornosti na trošenje, otpornosti na koroziju i otpornosti na kvalitetu legura titana.

Trenutačno se tehnologija laserskog oblaganja naširoko koristi u popravku i modifikaciji metalnih površina, ali iako tradicionalno lasersko oblaganje ima prednosti i karakteristike fleksibilne obrade, oblikovanog popravka, prilagođenog aditiva itd., radna učinkovitost je niska, a potrebe za velikom i brzom proizvodnjom i preradom potrebne u nekim područjima proizvodnje ne mogu se zadovoljiti. Kako bi se zadovoljila potražnja velike količine i velike brzine proizvodnje i poboljšala učinkovitost oblaganja, pojavila se tehnologija laserskog oblaganja velike brzine.

Obrada laserskog graviranja je korištenje tehnologije numeričke kontrole kao osnove, visokoenergetske laserske zrake projicirane na površinu materijala, korištenje laserskog toplinskog učinka, površina materijala za stvaranje jasnog uzorka procesa laserske obrade. Fizička deformacija materijala za obradu u trenutnom taljenju i rasplinjavanju pod zračenjem laserskog graviranja može učiniti da lasersko graviranje ostvari svrhu obrade. Lasersko graviranje je korištenje lasera za pisanje riječi na objektu, ova tehnologija izrezuje riječ bez tragova, površina predmeta je glatka i ravna, natpis se neće istrošiti. Njegove značajke i prednosti uključuju: sigurnost i pouzdanost; Precizan i fin, točnost može doseći 0.02 mm; Štedi zaštitu okoliša, obrada štedi materijale; Velika brzina, brzo graviranje prema izlaznom uzorku; Niska cijena, nije ograničena brojem obrada.

Proces koristi tehnologiju laserskog oblaganja, korištenje mlaznice za lasersko zračenje koja prenosi protok praha, izravno taljenje elementarnog praha ili praha legure, nakon što laserska zraka ode, tekućina legure brzo se skrutne, kako bi se postiglo brzo oblikovanje legure. Trenutno se naširoko koristi u industrijskom modeliranju, proizvodnji strojeva, zrakoplovstvu, vojsci, arhitekturi, filmu i televiziji, kućanskim aparatima, lakoj industriji, medicini, arheologiji, kulturi i umjetnosti, skulpturi, nakitu i drugim područjima.

Trenutačno se laserska površinska obrada i aditivna proizvodna tehnologija, proces i oprema široko koriste u metalurgiji, rudarskim strojevima, kalupima, naftnoj energiji, hardverskim alatima, željezničkom prijevozu, zrakoplovstvu, strojevima i drugim industrijama.

Laserska galvanizacija je nova tehnologija galvanizacije visokoenergetskim snopom, koja je od velikog značaja za proizvodnju i popravak mikroelektroničkih uređaja i velikih integriranih krugova. Trenutačno, iako su principi laserskog platinga, laserske ablacije, plazma laserskog taloženja i laserskog ubrizgavanja još u fazi istraživanja, tehnologija je već u upotrebi. Kada se kontinuirani laser ili pulsirajući laser ozrači na površini katode bazena za galvanizaciju, ne samo da se brzina taloženja metala može znatno poboljšati, već se također može dobiti nezaštićena prevlaka s očekivanom složenom geometrijom kontroliranjem putanje laserske zrake pomoću računala.

U usporedbi s običnom galvanizacijom, njegove prednosti su:

(1) Brzina taloženja je velika, poput laserskog pozlaćivanja do 1μm/s, laserskog bakrenja do 10μm/s, laserskog mlaznog pozlaćivanja do 12μm/s, laserskog mlaznog pozlaćivanja do 50μm/s;

(2) Taloženje metala događa se samo u području laserskog zračenja, a premaz lokalnog taloženja može se dobiti bez upotrebe mjera zaštite, čime se pojednostavljuje proizvodni proces;

(3) snaga vezivanja premaza je znatno poboljšana;

(4) Jednostavna automatska kontrola;

(5) Štedite plemenite metale;

(6) Uštedite ulaganje u opremu i vrijeme obrade.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. je visokotehnološko poduzeće specijalizirano za istraživanje i razvoj, proizvodnju i prodaju automatskog laserskog stroja za oblaganje, brzog laserskog stroja za oblaganje, stroja za lasersko kaljenje, stroja za lasersko zavarivanje i opreme za laserski 3D ispis. Naši proizvodi su isplativi i prodaju se u zemlji i inozemstvu. Ako ste zainteresirani za naše proizvode, kontaktirajte nas na bob@gshenglaser.com.