Laser teknologiaren hamar aplikazio gainazal tratamenduan

Laser teknologiaren hamar aplikazio gainazal tratamenduan

Laser gainazaleko tratamendua potentzia handiko dentsitate handiko laser izpiak materialaren gainazala ukipenik gabeko modu batean berotzeko erabiltzen duen teknologia da, eta haren gainazalaren aldaketaz jabetzen da materialaren gainazalaren beraren hozte eroalearen bidez.Onuragarria da materialaren gainazaleko propietate mekanikoak eta fisikoak hobetzea, baita piezen higadura erresistentzia, korrosioarekiko eta nekearekiko erresistentzia ere.Azken urteotan, laser bidezko gainazaleko tratamendu teknologiek, hala nola, laser garbiketa, laser itzaltzea, laser aleazioa, talkaren indartzea eta laser errekostea, baita laser estaldurak, laser bidezko 3D inprimaketa, laser galvanoplastia eta beste laser gehigarrien fabrikazio teknologiek aplikazio aukera zabalak ekarri dituzte. .

gainazaleko tratamendua1

1. Laser garbiketa

Laser garbiketa azkar garatzen ari den gainazalak garbitzeko teknologia berri bat da, eta energia handiko pultsu laser izpiak erabiltzen ditu piezaren gainazala irradiatzeko, gainazaleko zikinkeria, partikulak edo estaldura berehala lurrundu edo hedatu ahal izateko, garbiketa prozesua lortuz. eta arazketa.Laser garbiketa batez ere herdoila kentzea, olioa kentzea, pintura kentzea, estaldura kentzea eta beste prozesu batzuetan banatzen da;Batez ere metalen garbiketarako erabiltzen da, kultur erlikiak garbitzeko, arkitektura garbitzeko, etab. Bere funtzio integraletan oinarrituta, prozesaketa zehatz eta malguetan, eraginkortasun handiko eta energia aurrezteko, ingurumenaren babes berdea, substratuari kalterik ez, adimena, garbiketa kalitate ona, segurtasuna, aplikazio zabala eta beste ezaugarri eta abantaila batzuk, gero eta ezagunagoa bihurtu da hainbat industria-eremutan.

Garbiketa metodo tradizionalekin alderatuta, hala nola marruskadura garbiketa mekanikoa, korrosio kimikoaren garbiketa, likido solidoen inpaktu indartsuaren garbiketa, maiztasun handiko ultrasoinuen garbiketa, laser garbiketak abantaila nabariak ditu.

2. Laser itzaltzea

Laser itzaltzeak energia handiko laserra erabiltzen du bero iturri gisa metalezko gainazala bero eta hotza azkar egiteko.Tentze-prozesua berehala burutzen da gogortasun handia eta martensita-egitura ultrafina lortzeko, metalezko gainazalaren gogortasuna eta higadura-erresistentzia hobetzeko eta gainazalean konpresio-tentsioa sortzeko neke-erresistentzia hobetzeko.Prozesu honen abantaila nagusiak bero kaltetutako zona txikia, deformazio txikia, automatizazio-maila handia, itzaltze selektiboaren malgutasun ona, ale finduen gogortasun handia eta ingurumen-babes adimenduna dira.Esate baterako, laser-puntua doi daiteke edozein zabalera-posizio itzaltzeko;Bigarrenik, laser-buruak eta robot-ardatz anitzeko loturak pieza konplexuen izendatutako eremua itzal dezakete.Beste adibide baterako, laser itzaltzea oso beroa eta azkarra da, eta itzaltzeko tentsioa eta deformazioa txikiak dira.Laser itzaltzearen aurretik eta ondoren piezaren deformazioa ia alde batera utzi daiteke, beraz, bereziki egokia da doitasun handiko eskakizunak dituzten piezen gainazal tratamendurako.

Gaur egun, laser itzaltzea arrakastaz aplikatu da automobil industrian, moldeen industrian, hardware-tresnetan eta makineria-industrian pieza zaurgarrien gainazala sendotzeko, batez ere pieza zaurgarrien iraupena hobetzeko, hala nola engranajeak, ardatzaren gainazalak, gidak, masailezurrak eta moldeak.Laser itzaltzearen ezaugarriak hauek dira:

(1) Laser kentzea beroketa azkarra eta auto-kitzikagarria den hozte-prozesua da, eta horrek ez du behar labearen beroa kontserbatu eta hozgarria itzaltzea.Kutsadurarik gabeko tratamendu termikoa, berdea eta ingurumena errespetatzen duen prozesu bat da, eta erraz ezar dezake molde handien gainazalean itzaltze uniformea;

(2) Laser-berokuntza-abiadura azkarra denez, beroaren eraginpeko gunea txikia da eta gainazaleko eskaneatze berogailua itzaltzea, hau da, berehalako berokuntza lokala itzaltzea, tratatutako trokelaren deformazioa oso txikia da;

(3) Laser izpiaren dibergentzia angelu txikiaren ondorioz, zuzenbide ona du, eta moldearen gainazala zehatz-mehatz itzal dezake argi-gida sistemaren bidez;

(4) Laser gainazaleko itzalketaren geruza gogortuaren sakonera 0,3-1,5 mm-koa da, oro har.

3. Laser errekuzitzea

Laser erretiroa tratamendu termikoko prozesu bat da, laserra erabiltzen duena materialaren gainazala berotzeko, materiala tenperatura altuetara denbora luzez azaltzeko eta poliki-poliki hozteko.Prozesu honen helburu nagusia tentsioa askatzea, materialaren harikortasuna eta gogortasuna areagotzea eta mikroegitura berezia sortzea da.Matrizearen egitura doitzeko, gogortasuna murrizteko, aleak fintzeko eta barneko estresa kentzeko gaitasuna du ezaugarri.Azken urteotan, laser bidezko erretilu teknologia erdieroaleen prozesatzeko industrian ere prozesu berri bat bihurtu da, zirkuitu integratuen integrazioa asko hobetu dezakeena.

4. Laser shock indartzea

Laser shock indartzeko teknologia teknologia berri eta altua da, laser izpi indartsuak sortutako plasma talka-uhina erabiltzen duen metalezko materialen nekearen aurkako, higaduraren erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia hobetzeko.Abantaila nabarmen asko ditu, hala nola, beroa kaltetutako zona ez, energia-eraginkortasun handia, tentsio-tasa ultra-altua, kontrolagarritasun handia eta indartze efektu nabarmena.Aldi berean, laser talkaren indartzeak hondar-tentsio sakonagoaren ezaugarriak ditu, mikroegitura eta gainazaleko osotasun hobea, egonkortasun termiko hobea eta bizitza luzeagoa.Azken urteotan, teknologia honek garapen azkarra lortu du, eta zeregin handia du industria aeroespazialean, defentsa nazionalean eta militarretan eta beste esparru batzuetan.Horrez gain, estaldura batez ere pieza laser-erreduretatik babesteko eta laser-energiaren xurgapena hobetzeko erabiltzen da.Gaur egun, erabili ohi diren estaldura-materialak pintura beltza eta aluminiozko papera dira.

Laser peening (LP), laser shock peening (LSP) izenez ere ezaguna, gainazaleko ingeniaritza arloan aplikatzen den prozesu bat da, hau da, potentzia handiko laser izpi pultsatuak erabiltzea materialetan hondar-tentsioak sortzeko, higadura-erresistentzia hobetzeko. (esaterako, higadura-erresistentzia eta neke-erresistentzia) materialen gainazalen edo materialen atal meheen indarra hobetzeko, materialen gainazaleko gogortasuna hobetzeko.

Materialak prozesatzeko aplikazio gehienetan ez bezala, LSP-k ez du laser potentzia erabiltzen nahi den efektua lortzeko tratamendu termikorako, baina habe-inpaktua erabiltzen du prozesaketa mekanikorako.Potentzia handiko laser izpiak helburuko piezaren gainazalean potentzia handiko pultsu laburrarekin kolpatzeko erabiltzen da.

Argi-izpiak metalezko piezari eragiten dio, lurrundu egiten du pieza plasma-egoera mehe batean berehala eta talka-uhinaren presioa aplikatzen dio piezari.Batzuetan, estaldura-material opakoaren geruza mehe bat gehitzen zaio piezari metalaren lurrunketa ordezkatzeko.Presioa egiteko, estaldura-material gardenak edo interferentzia inertzial-geruza batzuk erabiltzen dira plasma harrapatzeko (normalean ura).

Plasmak talka-uhinen efektua sortzen du, piezaren gainazaleko mikroegitura birmoldatzen du inpaktu puntuan eta, ondoren, metalaren hedapen eta konpresioaren kate-erreakzio bat sortzen du.Erreakzio honek sortutako konpresio-esfortzu sakonak osagaiaren bizitza luza dezake.

5. Laser aleazioa

Laser aleazioa gainazala aldatzeko teknologia berri bat da, eta egiturazko piezen gainazalean cermet indartutako nanokristalino amorfo estaldurak prestatzeko erabil daiteke hegazkintzako materialen zerbitzu-baldintza desberdinen arabera eta energia-dentsitate handiko laser izpien berokuntza eta kondentsazio tasaren ezaugarrien arabera, beraz. hegazkin-materialen gainazaleko aldaketaren helburua lortzeko.Laser aleazio-teknologiarekin alderatuta, laser estaldura-teknologiak substratu urtutako igerilekuarekiko diluzio-ratio txikiaren ezaugarriak ditu, beroaren eraginpeko zona txikia, piezaren deformazio termiko txikia eta piezaren txatar-tasa txikia laser estalduraren tratamenduaren ondoren.Laser-estaldurak materialen gainazaleko propietateak nabarmen hobetu ditzake eta higatutako materialak konpondu.Eraginkortasun handiko, abiadura azkarra, ingurumena babesteko berdea eta kutsadurarik gabeko ezaugarriak ditu eta tratamenduaren ondoren piezaren errendimendu ona.

gainazaleko tratamendua26. Laser-estaldura

Laser estalduraren teknologia gainazal aldaketen teknologia berrietako bat ere bada, gainazaleko ingeniaritza garapenaren norabidea eta maila adierazten dutenak.Laser estalduraren teknologia titaniozko aleazioen gainazaleko aldaketetan ikerketa-puntu bihurtu da, estalduraren eta substratuaren arteko kutsadurarik gabeko eta metalurgikoaren konbinazioaren abantailengatik.Laser estaldura zeramikazko estaldura edo zeramikazko partikula indartutako estaldura konposatua modu eraginkorra da titanio aleazioen gainazaleko higadura erresistentzia hobetzeko.Benetako lan-baldintzen arabera, hautatu material-sistema egokia eta laser estaldura-teknologiak prozesu-eskakizun onenak lor ditzake.Laser estaldura-teknologiak huts egindako hainbat pieza konpon ditzake, hala nola aeromotorreko palak.

Laser gainazaleko aleazioen eta laser gainazaleko estalduraren arteko aldea da laser gainazaleko aleazioak gehitutako aleazio-elementuak eta substratuaren gainazaleko geruza egoera likidoan guztiz nahastea aleazio-geruza bat osatzeko;Laser gainazaleko estaldura aurre-estaldura guztia urtzea eta substratuaren gainazala mikro urtzea da, estaldura-geruzak eta substratu-materialak konbinazio metalurgikoa osatzen duten eta estaldura-geruzaren konposizioa funtsean aldatu gabe mantentzen dute.Laser aleazio eta laser estaldura teknologia batez ere titaniozko aleazioen gainazaleko higadura erresistentzia, korrosioarekiko erresistentzia eta kalifikazio erresistentzia hobetzeko erabiltzen dira.

Gaur egun, laser estalduraren teknologia oso erabilia izan da gainazal metalikoen konponketa eta aldaketan.Hala ere, laser estaldura tradizionalak prozesatzeko malguaren, forma bereziko konponketaren, erabiltzaileak definitutako gehigarriaren, etab. abantailak eta ezaugarriak baditu ere, bere lan-eraginkortasuna baxua da, eta oraindik ezin ditu eskala handiko ekoizpen eta prozesatzeko eskakizunak bete. ekoizpen-esparru batzuk.Produkzio masiboaren beharrak asetzeko eta estalduraren eraginkortasuna hobetzeko, abiadura handiko laser estaldura teknologia sortu zen.

Abiadura handiko laser estaldura teknologiak estaldura geruza trinkoa eta akatsik gabekoa lor dezake.Estaldura-geruzaren gainazaleko kalitatea trinkoa da, substratuarekin lotura metalurgikoa, akats irekirik ez eta gainazala leuna da.Gorputz birakarian ez ezik, gainazal planoan eta konplexuan ere prozesatu daiteke.Etengabeko optimizazio teknikoaren bidez, teknologia hau oso erabilia izan daiteke ikatza, metalurgia, itsasoko plataformetan, papergintzan, etxetresna zibiletan, automobiletan, itsasontzietan, petrolioan, industria aeroespazialean, eta galvanizazio-teknologia tradizionala ordezkatu dezakeen birmanufakzio prozesu berde bihur daiteke.

7. Laser grabatua

Laser grabatua laser prozesatzeko prozesu bat da, CNC teknologia erabiltzen duena energia handiko laser izpia materialaren gainazalean proiektatzeko, eta laserrak sortutako efektu termikoa erabiltzen du materialaren gainazalean eredu argiak sortzeko.Laser grabatuaren irradiazioaren azpian prozesatzeko materialen urtzearen eta gasifikazioaren desnaturalizazio fisikoak laser grabatua ahalbidetu dezake prozesatzeko helburuak lortzeko.Laser grabatua laserra erabiltzea da objektu batean hitzak grabatzeko.Teknologia honek zizelkaturiko hitzek ez dute zirrikiturik, objektuaren gainazala leuna eta laua da eta idazkera ez da gastatuko.Bere ezaugarri eta abantailak honako hauek dira: segurua eta fidagarria;Zehatza eta zorrotza, doitasuna 0,02 mm-ra irits daiteke;Gorde ingurumena babestea eta materialak prozesatzeko garaian;Abiadura handiko, abiadura handiko grabatua irteerako marrazkien arabera;Kostu baxua, prozesatzeko kantitatearen arabera mugatuta ez dagoena, etab.

gainazaleko tratamendua3

8. Laser 3D inprimaketa

Prozesuak laser estaldura teknologia hartzen du, zeinak laser erabiltzen du toberak garraiatutako hauts-fluxua irradiatzeko substantzia sinplea edo aleazio-hautsa zuzenean urtzeko.Laser izpia irten ondoren, aleazio-likidoa azkar solidotzen da aleazioaren prototipo azkarra egiteko.Gaur egun, eredu industriala, makineria fabrikazioa, aeroespaziala, militarra, arkitektura, zinema eta telebista, etxetresna elektrikoak, industria arina, medikuntza, arkeologia, kultura eta artea, eskultura, bitxigintza eta beste alor batzuetan oso erabilia izan da.

gainazaleko tratamendua4

9. Laser gainazaleko tratamenduaren eta birmanufakzioaren ohiko industria-aplikazioak

Gaur egun, laser bidezko gainazaleko tratamendua eta fabrikazio gehigarriko teknologiak, prozesuak eta ekipamenduak oso erabiliak dira metalurgian, meatze-makinetan, moldeetan, petrolio-energian, hardware-tresnetan, trenbide-garraioan, aeroespazialean, makinerian eta beste industria batzuetan.

 

10. Laser electroplating teknologiaren aplikazioa

Laser galvanoplastia energia handiko izpien galvanizazioaren teknologia berri bat da, gailu mikroelektronikoen eta eskala handiko zirkuitu integratuen ekoizpenean eta konponketan garrantzi handia duena.Gaur egun, laser galvanoplastia, laser ablazioa, plasma laser deposizioa eta laser jet printzipioa oraindik ikertzen ari diren arren, haien teknologiak aplikatu dira.Etengabeko laser edo pultsu laser batek katodoaren gainazala electroplating-bainuan irradiatzen duenean, metalaren jalkitze-tasa asko hobetu daiteke, baina ordenagailua ere erabil daiteke laser izpiaren ibilbidea kontrolatzeko, estaldura babestua lortzeko. espero den geometria konplexua.

Laser galvanoplastia praktikan aplikatzea bi ezaugarri hauetan oinarritzen da batez ere:

(1) Laser irradiazio eremuko abiadura gorputzeko electroplating abiadura baino askoz handiagoa da (103 aldiz inguru);

(2) Laserraren kontrol-gaitasuna indartsua da, eta horrek materialaren beharrezko zatiak beharrezko metal kantitatea hauspea dezake.Electroplating arrunta elektrodoaren substratu osoan gertatzen da, eta electroplating abiadura motela da, beraz, zaila da eredu konplexu eta finak osatzea.Laser galvanizazioak laser izpia mikrometroaren tamainara doi dezake eta babestu gabeko trazadura mikrometroaren tamainan egin dezake.Zirkuituen diseinurako, zirkuitu konponketarako eta konektore mikroelektronikoen osagaien tokiko deposiziorako, abiadura handiko mapaketa mota hau gero eta praktikoagoa da.

Galvanizazio arruntarekin alderatuta, bere abantailak hauek dira:

(1) Deposizio-abiadura azkarra, hala nola laser urrezko xaflaketa 1 μ M/s-ra arte, laser kobrezko xaflaketa 10 μ M/s-ra arte, laser jet urrezko xaflaketa 12 μ M/s-ra arte, laser jet kobrezko xaflaketa 50 arte. μ m/s;

(2) Metal deposizioa laser irradiazio-eremuan bakarrik gertatzen da, eta tokiko deposizio-estaldura babes-neurririk gabe lor daiteke, horrela ekoizpen-prozesua erraztuz;

(3) Estalduraren atxikimendua asko hobetzen da;

(4) Kontrol automatikoa gauzatzeko erraza;

(5) Gorde metal preziatuak;

(6) Aurreztu ekipoen inbertsioa eta prozesatzeko denbora.

Etengabeko laser edo bulkada laser batek katodoaren gainazala iradiatzen duenean electroplating bainuan, metalaren deposizio-tasa asko hobetu daiteke, baina ordenagailuak laser izpiaren mugimendu-pista kontrolatu dezake espero den konplexuarekin babestu gabeko estaldura lortzeko. geometria.Laser jet hobetutako electroplating-en egungo teknologia berriak laser hobetutako electroplating teknologia eta galvanoplastia soluzioaren ihinztadura konbinatzen ditu, laserra eta plakatze-soluzioa aldi berean katodoaren gainazalera jaurti dezaten, eta masa-transferentzia-abiadura masa-transferentzia-abiadura baino askoz azkarragoa da. laser irradiazioak eragindako mikro nahastearen ondorioz, deposizio-abiadura oso altua lortuz.

gainazaleko tratamendua5

Etorkizuneko garapena eta berrikuntza

Etorkizunean, laser gainazaleko tratamenduaren eta fabrikazio gehigarriko ekipoen garapenaren norabidea honela laburbil daiteke:

·Eraginkortasun handia - prozesatzeko eraginkortasun handia, industria modernoaren ekoizpen-erritmo azkarra betetzen duena;

·Errendimendu handia - ekipoak funtzio dibertsifikatuak ditu, errendimendu egonkorra eta lan baldintza desberdinetarako egokia da;

·Adimen handia – adimen maila etengabe hobetzen ari da, eskuzko esku-hartze gutxiagorekin;

·Kostu baxua – ekipoen kostua kontrolagarria da eta kontsumigarrien kostua murrizten da;

·Pertsonalizazioa - ekipoen pertsonalizazio pertsonalizatua, salmenta osteko zerbitzu zehatza,

·Eta konposaketa: laser teknologia prozesatzeko teknologia tradizionalarekin konbinatuz.


Argitalpenaren ordua: 2022-09-17