Millised on lasertehnoloogia rakendused pinnatöötluses?

Laserpinnatöötlus on suure võimsusega laserkiire kasutamine materjali pinna kontaktivabaks soojendamiseks. Pinna modifitseerimise tehnoloogia realiseeritakse materjali pinna enda juhtivusjahutusega. Sellest on palju kasu materjali pinna mehaaniliste ja füüsikaliste omaduste parandamisel, samuti osade kulumiskindluse, korrosioonikindluse ja väsimuskindluse parandamisel. Viimastel aastatel on laseri pinnatöötlustehnoloogiad, nagu laserpuhastus, laserkarastus, laserlegeerimine, laseršoki tugevdamine, laserlõõmutamine, aga ka laserkatted, laseriga 3D-printimine, laserplaatimine ja muud laserlisandite tootmistehnoloogiad toonud kaasa laialdasi kasutusvõimalusi. .

Laserpuhastuson kiiresti arenev uus pinnapuhastustehnoloogia, mis kasutab suure energiaga impulss-laserkiirt töödeldava detaili pinna kiiritamiseks nii, et mustuse, osakeste või katte pind aurustub koheselt või paisub, et saavutada puhas protsess. Laserpuhastus jaguneb peamiselt rooste eemaldamiseks, õli eemaldamiseks, värvi eemaldamiseks, katmiseks ja muudeks protsessideks; Peamiselt kasutatakse metallide puhastamisel, kultuurimälestiste puhastamisel, hoonete puhastamisel ja nii edasi. Tänu oma terviklikele funktsioonidele, täpsele ja paindlikule töötlemisele, kõrgele efektiivsusele ja energiasäästlikkusele, rohelisele keskkonnakaitsele, aluspinna kahjustamata jätmisele, intelligentsusele, heale puhastuskvaliteedile, ohutusele, laiale kasutusalale ning muudele omadustele ja eelistele on see üha populaarsem erinevatest tööstusvaldkondadest.

Võrreldes traditsiooniliste puhastusmeetoditega, nagu mehaaniline hõõrdpuhastus, keemiline korrosioonipuhastus, vedel tahke tugev löögipuhastus, kõrgsageduslik ultrahelipuhastus, on laserpuhastusel ilmsed eelised.

Laserkustutuskasutab suure energiatarbega laserit soojusallikana, et muuta metallpind kiiresti kuumaks ja külmaks, viivitamatult lõpetada karastusprotsess, saada kõrge kõvadus, ülipeen martensiitsestruktuur, parandada metallpinna kõvadust ja kulumiskindlust ning moodustada surve pinge pinnale, et parandada väsimuskindlust. Selle protsessi peamised eelised hõlmavad väikest kuumusest mõjutatud tsooni, väikest deformatsiooni, kõrget automatiseeritust, selektiivse karastamise head paindlikkust, rafineeritud teravilja kõrget kõvadust ja intelligentset keskkonnakaitset. Näiteks saab laserpunkti reguleerida mis tahes laiusega positsiooni kustutamiseks; Teiseks on laserpea ühendatud mitmeteljelise robotiga, et kustutada keerukate osade määratud ala. Näiteks laserkarastamine on äärmiselt kuum ja külm ning summutuspinge ja deformatsioon on väikesed. Tooriku deformatsiooni enne ja pärast laserkarastamist võib peaaegu ignoreerida, mistõttu sobib see eriti hästi suurt täpsust nõudvate osade pinnatöötluseks.

Praegu on laserkarastamist edukalt kasutatud kuluvate osade pinna tugevdamiseks autotööstuses, vormitööstuses, riistvaratööriistades ja masinatööstuses, eriti käigu, võlli pinna, juhtrööpa, lõugade, vormide kasutusea parandamiseks. ja muud kuluvad osad ning mõju on märkimisväärne. Laserkustutusfunktsioonid on järgmised:

1) Laserkarastus on kiire kuumenemine, isejahutus ning ei nõua ahju isolatsiooni ega jahutusvedeliku kustutamist. See on saastevaba roheline keskkonnakaitse kuumtöötlusprotsess, mille abil on lihtne rakendada suurte hallituspindade ühtlast kustutamist;

2) Kuna laseri kuumutamise kiirus on kiire, on kuumusega mõjutatud tsoon väike ja pinna skaneerimise kuumutuskustutus on hetkeline lokaalne kuumenemine, seega on töödeldud vormi deformatsioon väga väike;

3) Laserkiire väikese kaldenurga tõttu on sellel hea suunatavus ja see suudab valgusjuhtsüsteemi kaudu teostada valuvormi pinna täpset lokaalset kustutamist;

4) Laserpinna karastamise karastatud kihi sügavus on üldiselt 0,3 ~ 1,5 mm.

Laserlõõmutamine viitab kuumtöötlemisprotsessile, mille käigus kuumutatakse laseriga materjali pinda, hoitakse materjali pikka aega kõrgel temperatuuril ja seejärel aeglaselt jahutatakse. Protsessi põhieesmärk on vabastada pingest, suurendada materjali elastsust ja sitkust ning luua spetsiaalne mikrostruktuur. See võib reguleerida maatriksi struktuuri, vähendada kõvadust, täpsustada tera ja kõrvaldada sisemine pinge. Viimastel aastatel on laserlõõmutamise tehnoloogia muutunud uueks protsessiks ka pooljuhtide töötlevas tööstuses, mis võib oluliselt parandada integraallülituste integreerimist.

Laseršoki tugevdamise tehnoloogia on omamoodi kõrgtehnoloogia, mis kasutab tugeva laserkiire tekitatud plasma lööklaine, et parandada metallmaterjalide väsimus-, kulumis- ja korrosioonivastast võimet. Selle eeliseks on soojust mitte mõjutav tsoon, kõrge energiakasutus, kõrge pingekiirus, tugev juhitavus ja märkimisväärne tugevdav toime. Samal ajal on laseršoki tugevdamisel sügavam jääksurvepinge, parem mikrostruktuur ja pinna terviklikkus, parem termiline stabiilsus ja pikem eluiga. Viimastel aastatel on tehnoloogiat kiiresti arendatud ning see on väga kasulik lennunduse ja riigikaitse valdkonnas. Lisaks on katte kasutamise roll peamiselt töödeldava detaili kaitsmine laseri põlemise eest ja laserenergia neeldumise tõhustamine ning tavaliselt kasutatavad kattematerjalid on must värv ja alumiiniumfoolium.

Laser shot peening (LP), tuntud ka kui laseršoki tugevdamine (LSP), on protsess, mida rakendatakse pinnatehnoloogia valdkonnas, st suure võimsusega impulss-laserkiirte kasutamine materjalis jääkpinge tekitamiseks, et parandada materjali pinna kahjustuskindlus (nt kulumiskindlus ja väsimuskindlus) või materjali õhukese lõigu tugevuse parandamiseks, et tugevdada materjali pinna kõvadust.

Erinevalt enamikust materjalitöötlemisrakendustest ei kasuta LSP soovitud tulemuste saavutamiseks kuumtöötlemiseks laservõimsust, vaid kasutab töötlemisel kiirga lööke. Suure võimsusega laserkiir suure võimsusega lühikese impulsslöögi sihtmärgi tooriku pinnaga.

Valguskiir lööb metallist tooriku vastu, aurustades tooriku koheselt õhukeseks plasmakihiks ja avaldades toorikule lööklaine survet. Mõnikord kinnitatakse töödeldavale detailile õhuke kiht läbipaistmatut kattekihti, mis asendab metalli aurustumist. Surve saamiseks püütakse plasma (tavaliselt vesi) kinni muude läbipaistvate kattematerjalide või inertsiaalsete interferentsikihtide abil.

Plasma tekitab lööklaine efekti, kujundades löögipunktis töödeldava detaili pinna mikrostruktuuri, mis omakorda tekitab metalli paisumise ja kokkusurumise ahelreaktsiooni. Selle reaktsiooni tekitatud sügav survepinge võib pikendada komponendi eluiga.

Laseri legeerimine on uus pinna modifitseerimise tehnoloogia, mille abil saab konstruktsiooniosade pinnale valmistada amorfse nanokristallilise tugevdatud metallkeraamika komposiitkatte vastavalt lennundusmaterjalide erinevatele kasutustingimustele, kasutades suure energiatihedusega laserkiirt suure kuumenemis- ja kondensatsioonikiirusega. Võrreldes laseri legeerimistehnoloogiaga on laserkattetehnoloogial põhimiku väiksem lahjendusmäär sulabasseinis, väiksem kuumusest mõjutatud tsoon, töödeldava detaili väiksem termiline deformatsioon ja töödeldava detaili väiksem praagi määr pärast laserkatte töötlemist. Laservooderdus võib oluliselt parandada materjalide pinnaomadusi, seda saab parandada kulumiskahjustusega materjalide jaoks, kõrge efektiivsusega, kiire kiirusega, rohelise keskkonnakaitsega ja saastevaba ning töödeldava detaili hea jõudlusega pärast töötlemist.

Laserkattedtehnoloogia on ka üks uutest pinnatöötlustehnoloogiatest, mis esindab pinnatehnika arengusuunda ja taset. Laserkatte tehnoloogiast on saanud kuum koht titaanisulamite pinna modifitseerimise uurimisel, kuna selle eelised on saaste puudumine ja metallurgiline side katte ja aluspinna vahel. Laserkattega keraamiline kate või keraamiliste osakestega tugevdatud komposiitkate on tõhus viis titaanisulamite pinna kulumiskindluse parandamiseks. Vastavalt tegelikele töötingimustele valitakse sobiv materjalisüsteem ja laserkattetehnoloogia abil saab saavutada parimad protsessinõuded. Laserkatte tehnoloogia abil saab parandada mitmesuguseid ebaõnnestunud osi, näiteks lennukimootorite labasid.

Laserpinna legeerimise ja laserpinna katmise erinevus seisneb selles, et legeerkiht moodustatakse lisatud legeerivate elementide ja vedelas olekus substraadi pinna segamisel. Laserpinna kattekiht sulatab kogu eelkatte ja sulatab aluspinna nii, et kattekiht ja alusmaterjal moodustavad metallurgilise kombinatsiooni ja hoiavad kattekihi koostise põhimõtteliselt muutumatuna. Laseri legeerimise ja laserkatte tehnoloogiat kasutatakse peamiselt titaanisulamite pinna kulumiskindluse, korrosioonikindluse ja klassi vastupidavuse parandamiseks.

Praegu on laserkatte tehnoloogiat laialdaselt kasutatud metallpindade parandamisel ja muutmisel, kuid kuigi traditsioonilisel laserkattel on eelised ja omadused paindlik töötlemine, kuju parandamine, kohandatud lisand jne, on töö efektiivsus madal ja mõnes tootmisvaldkonnas nõutavaid suuremahulisi ja kiireid tootmis- ja töötlemisvajadusi ei suudeta rahuldada. Suuremahulise ja kiire tootmise nõudluse rahuldamiseks ning katte efektiivsuse parandamiseks võeti kasutusele kiire laserkattetehnoloogia.

Lasergraveerimise töötlemine on arvjuhtimistehnoloogia kasutamine alusena, materjali pinnale projitseeritud suure energiatarbega laserkiir, laseri termilise efekti kasutamine, materjali pind lasertöötlusprotsessi selge mustri saamiseks. Töötlemismaterjali füüsiline deformeerumine kohesel sulamisel ja gaasistamisel lasergraveerimise kiiritamisel võib muuta lasergraveerimise töötlemise eesmärgi realiseerida. Lasergraveerimine on laseri kasutamine sõnade kirjutamiseks objektile, see tehnoloogia nikerdab sõna ilma märkideta, objekti pind on sile ja tasane, kiri ei kulu. Selle funktsioonide ja eeliste hulka kuuluvad: ohutu ja töökindlus; Täpne ja peen, täpsus võib ulatuda 0,02 mm-ni; Säästab keskkonnakaitset, töötleb materjale; Kiire, kiire graveerimine vastavalt väljundmustrile; Madal hind, mis ei ole piiratud töötlemise arvuga.

Protsessis kasutatakse laserkatte tehnoloogiat, laserkiirguse düüsi kasutamist, mis edastab pulbrivoolu, sulatatakse otse element- või sulamipulber, pärast laserkiire lahkumist sulamivedelik tahkub kiiresti, et saavutada sulami kiire vormimine. Praegu on seda laialdaselt kasutatud tööstuslikus modelleerimises, masinate tootmises, kosmosetööstuses, sõjaväes, arhitektuuris, filmis ja televisioonis, kodumasinate, kergetööstuse, meditsiini, arheoloogia, kultuuri ja kunsti, skulptuuri, ehete ja muudes valdkondades.

Praegu kasutatakse laserpinnatöötlust ja lisandite tootmistehnoloogiat, -protsesse ja -seadmeid laialdaselt metallurgias, kaevandusmasinate, hallituse, naftaenergia, riistvaratööriistade, raudteetranspordi, kosmosetööstuse, masinate ja muudes tööstusharudes.

Laser galvaniseerimine on uus suure energiaga kiirga galvaniseerimise tehnoloogia, millel on suur tähtsus mikroelektroonikaseadmete ja suuremahuliste integraallülituste tootmisel ja parandamisel. Kuigi praegu on laserplaadistamise, laserablatsiooni, plasma lasersadestamise ja lasersüstimise põhimõtted veel uurimisel, on see tehnoloogia juba kasutusel. Pideva laser- või impulsslaseri kiiritamisel galvaniseerimisbasseini katoodi pinnale saab mitte ainult metalli sadestuskiirust oluliselt parandada, vaid ka trajektoori juhtimisega saada eeldatava keerulise geomeetriaga varjestamata katte. laserkiire arvuti abil.

Võrreldes tavalise galvaniseerimisega on selle eelised järgmised:

(1) Sadestamise kiirus on kiire, näiteks laseriga kullastamine kuni 1 μm/s, laseriga vase katmine kuni 10 μm/s, laserjoaga kullastamine kuni 12 μm/s, laserjoaga vase katmine kuni 50 μm/s;

(2) Metalli sadestamine toimub ainult laserkiirguse piirkonnas ja kohaliku sadestamise katte saab ilma varjestusmeetmeid kasutamata, mis lihtsustab tootmisprotsessi;

(3) katte sidumisjõud on oluliselt paranenud;

(4) Lihtne saavutada automaatjuhtimine;

(5) säästa väärismetalle;

(6) Säästke seadmetesse investeeringuid ja töötlemisaega.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. on kõrgtehnoloogiline ettevõte, mis on spetsialiseerunud automaatsete laserkattemasinate, kiire laserkattemasina, laserkarastusmasina, laserkeevitusmasina ja laser-3D-printimise seadmete uurimis- ja arendustegevusele, tootmisele ja müügile. Meie tooted on kulutõhusad ja neid müüakse nii kodu- kui välismaal. Kui olete meie toodetest huvitatud, võtke meiega ühendust aadressil bob@gshenglaser.com.