Дзесяць прымянення лазернай тэхналогіі ў апрацоўцы паверхні

Дзесяць прымянення лазернай тэхналогіі ў апрацоўцы паверхні

Лазерная апрацоўка паверхні - гэта тэхналогія, якая выкарыстоўвае лазерны прамень высокай шчыльнасці для бескантактавага нагрэву паверхні матэрыялу і ажыццяўляе мадыфікацыю яе паверхні з дапамогай кандуктыўнага астуджэння самой паверхні матэрыялу.Выгадна палепшыць механічныя і фізічныя ўласцівасці паверхні матэрыялу, а таксама зносаўстойлівасць, каразійную ўстойлівасць і ўстойлівасць да стомленасці дэталяў.У апошнія гады тэхналогіі лазернай апрацоўкі паверхні, такія як лазерная ачыстка, лазерная загартоўка, лазернае легіраванне, лазернае ўдарнае ўмацаванне і лазерны адпал, а таксама лазерная ашалёўка, лазерная 3D-друк, лазернае гальванічнае пакрыццё і іншыя тэхналогіі вытворчасці лазерных дабавак, адкрылі шырокія перспектывы прымянення .

апрацоўка паверхні1

1. Лазерная чыстка

Лазерная ачыстка - гэта хутка развіваецца новая тэхналогія ачысткі паверхні, якая выкарыстоўвае высокаэнергічны імпульсны лазерны прамень для апраменьвання паверхні нарыхтоўкі, так што бруд, часціцы або пакрыццё на паверхні могуць імгненна выпарацца або пашырацца, такім чынам забяспечваючы працэс ачысткі і ачышчэнне.Лазерная ачыстка ў асноўным дзеліцца на выдаленне іржы, выдаленне масла, выдаленне фарбы, выдаленне пакрыцця і іншыя працэсы;Ён у асноўным выкарыстоўваецца для ачысткі металу, ачысткі культурных рэліквій, ачысткі архітэктуры і г. д. Грунтуючыся на яго комплексных функцыях, дакладнай і гнуткай апрацоўцы, высокай эфектыўнасці і энергазберажэнні, экалагічнай абароне навакольнага асяроддзя, адсутнасці шкоды для падкладкі, інтэлекце, добрай якасці ачысткі, бяспека, шырокае прымяненне і іншыя характарыстыкі і перавагі, ён становіцца ўсё больш папулярным у розных галінах прамысловасці.

У параўнанні з традыцыйнымі метадамі ачысткі, такімі як механічная чыстка трэннем, хімічная ачыстка ад карозіі, ачыстка вадкім цвёрдым рэчывам з моцным ударам, высокачашчынная ультрагукавая ачыстка, лазерная ачыстка мае відавочныя перавагі.

2. Лазерная загартоўка

Лазерная загартоўка выкарыстоўвае высокаэнергетычны лазер у якасці крыніцы цяпла, які хутка робіць металічную паверхню гарачай і халоднай.Працэс загартоўкі завяршаецца імгненна для атрымання высокай цвёрдасці і звыштонкай мартенситной структуры, павышэння цвёрдасці і зносаўстойлівасці паверхні металу і фарміравання напружання сціску на паверхні для павышэння ўстойлівасці да стомленасці.Асноўныя перавагі гэтага працэсу ўключаюць невялікую зону тэрмічнага ўздзеяння, малую дэфармацыю, высокую ступень аўтаматызацыі, добрую гнуткасць селектыўнай загартоўкі, высокую цвёрдасць ачышчаных зерняў і разумную ахову навакольнага асяроддзя.Напрыклад, лазернае пляма можа быць адрэгулявана для гашэння любой шырыні;Па-другое, лазерная галоўка і шматвосевая рычажная сістэма робата могуць загасіць пазначаную вобласць складаных дэталяў.Для іншага прыкладу, лазерная загартоўка надзвычай гарачая і хуткая, а загартоўчае напружанне і дэфармацыя невялікія.Дэфармацыю нарыхтоўкі да і пасля лазернай загартоўкі можна амаль не ўлічваць, таму ён асабліва падыходзіць для апрацоўкі паверхні дэталяў з высокімі патрабаваннямі да дакладнасці.

У цяперашні час лазерная загартоўка паспяхова прымяняецца для павярхоўнага ўмацавання ўразлівых дэталяў у аўтамабільнай прамысловасці, прэс-формах, апаратных інструментах і машынабудаванні, асабліва для падаўжэння тэрміну службы ўразлівых частак, такіх як шасцярні, паверхні валаў, накіроўвалыя, губкі і формы.Характарыстыкі лазернай загартоўкі наступныя:

(1) Лазерная загартоўка - гэта працэс хуткага нагрэву і самаўзбуджанага астуджэння, які не патрабуе захавання цяпла печы і загартоўкі цепланосбіта.Гэта экалагічна чысты, экалагічна чысты працэс тэрмічнай апрацоўкі, які можа лёгка рэалізаваць раўнамерную загартоўку на паверхні вялікіх формаў;

(2) Паколькі хуткасць лазернага нагрэву высокая, зона тэрмічнага ўздзеяння невялікая, а загартоўка нагрэву пры сканаванні паверхні, гэта значыць імгненная загартоўка пры лакальным нагрэве, дэфармацыя апрацаванага штампа вельмі малая;

(3) Дзякуючы невялікаму вуглу разыходжання лазернага прамяня, ён мае добрую накіраванасць і можа дакладна лакальна загартаваць паверхню формы праз сістэму святлавода;

(4) Глыбіня загартаванага пласта лазернай загартоўкі паверхні звычайна складае 0,3-1,5 мм.

3. Лазерны адпал

Лазерны адпал - гэта працэс тэрмічнай апрацоўкі, які выкарыстоўвае лазер для нагрэву паверхні матэрыялу, уздзеяння матэрыялу высокай тэмпературы на працягу доўгага часу, а затым павольнага астуджэння.Асноўнай мэтай гэтага працэсу з'яўляецца зняцце напружання, павышэнне пластычнасці і трываласці матэрыялу і стварэнне асаблівай мікраструктуры.Ён характарызуецца здольнасцю рэгуляваць структуру матрыцы, зніжаць цвёрдасць, ачышчаць збожжа і ліквідаваць унутранае напружанне.У апошнія гады тэхналогія лазернага адпалу таксама стала новым працэсам у прамысловасці апрацоўкі паўправаднікоў, які можа значна палепшыць інтэграцыю інтэгральных схем.

4. Лазернае ўдарнае ўмацаванне

Тэхналогія лазернага ўдарнага ўмацавання - гэта новая і высокая тэхналогія, якая выкарыстоўвае плазменную ўдарную хвалю, якая ствараецца моцным лазерным прамянём, для паляпшэння супрацьстамляльнасці, зносаўстойлівасці і ўстойлівасці да карозіі металічных матэрыялаў.Ён мае шмат выдатных пераваг, такіх як адсутнасць зоны цеплавога ўздзеяння, высокая энергаэфектыўнасць, звышвысокая хуткасць дэфармацыі, моцная кіравальнасць і выдатны эфект умацавання.У той жа час лазернае ўдарнае ўмацаванне мае характарыстыкі больш глыбокага рэшткавага напружання сціску, лепшай мікраструктуры і цэласнасці паверхні, лепшай тэрмічнай стабільнасці і больш доўгага тэрміну службы.У апошнія гады гэтая тэхналогія дасягнула хуткага развіцця і мае вялікую ролю ў аэракасмічнай, нацыянальнай абароннай і ваеннай прамысловасці і іншых галінах.Акрамя таго, пакрыццё ў асноўным выкарыстоўваецца для абароны нарыхтоўкі ад лазерных апёкаў і павышэння паглынання лазернай энергіі.У цяперашні час шырока выкарыстоўваюцца матэрыялы для пакрыцця - гэта чорная фарба і алюмініевая фальга.

Лазерная апрацоўка (LP), таксама вядомая як лазерная ўдарная апрацоўка (LSP), - гэта працэс, які ўжываецца ў галіне інжынерыі паверхні, гэта значыць выкарыстанне імпульсных лазерных прамянёў высокай магутнасці для стварэння рэшткавых напружанняў у матэрыялах для павышэння зносаўстойлівасці (напрыклад, зносаўстойлівасць і ўстойлівасць да стомленасці) паверхняў матэрыялаў або для павышэння трываласці тонкіх зрэзаў матэрыялаў для павышэння павярхоўнай цвёрдасці матэрыялаў.

У адрозненне ад большасці прыкладанняў для апрацоўкі матэрыялаў, LSP не выкарыстоўвае энергію лазера для тэрмічнай апрацоўкі для дасягнення жаданага эфекту, але выкарыстоўвае ўздзеянне прамяня для механічнай апрацоўкі.Лазерны прамень высокай магутнасці выкарыстоўваецца для ўздзеяння на паверхню мэтавай дэталі кароткім імпульсам высокай магутнасці.

Прамень святла ўздзейнічае на металічную нарыхтоўку, неадкладна выпарае нарыхтоўку ў стан тонкай плазмы і прымяняе ціск ударнай хвалі на нарыхтоўку.Часам для замены выпарэння металу ў нарыхтоўку дадаюць тонкі пласт непразрыстага абліцавальнага матэрыялу.Для стварэння ціску выкарыстоўваюцца іншыя празрыстыя матэрыялы абалонкі або інэрцыйныя інтэрферэнцыйныя пласты для захопу плазмы (звычайна вады).

Плазма стварае эфект ударнай хвалі, змяняе мікраструктуру паверхні нарыхтоўкі ў месцы ўдару, а затым стварае ланцуговую рэакцыю пашырэння і сціску металу.Глыбокае напружанне сціску, якое ўзнікае ў выніку гэтай рэакцыі, можа падоўжыць тэрмін службы кампанента.

5. Лазернае легіраванне

Лазернае легіраванне - гэта новая тэхналогія мадыфікацыі паверхні, якую можна выкарыстоўваць для атрымання аморфных нанакрышталічных армаваных металакерамічных кампазітных пакрыццяў на паверхні канструкцыйных дэталяў у адпаведнасці з рознымі ўмовамі эксплуатацыі авіяцыйных матэрыялаў і характарыстыкамі нагрэву лазернага прамяня з высокай шчыльнасцю энергіі і хуткасцю кандэнсацыі, таму як для дасягнення мэты мадыфікацыі паверхні авіяцыйных матэрыялаў.У параўнанні з тэхналогіяй лазернага легіравання, тэхналогія лазернай ашалёўкі мае такія характарыстыкі, як невялікі каэфіцыент развядзення падкладкі і расплаўленай ванны, невялікая зона цеплавога ўздзеяння, невялікая цеплавая дэфармацыя нарыхтоўкі і невялікая хуткасць лому нарыхтоўкі пасля апрацоўкі ашалёўкай лазерам.Лазерная ашалёўка можа істотна палепшыць павярхоўныя ўласцівасці матэрыялаў і аднавіць зношаныя матэрыялы.Ён мае такія характарыстыкі, як высокая эфектыўнасць, высокая хуткасць, экалагічна чыстая абарона навакольнага асяроддзя і адсутнасць забруджвання, а таксама добрая прадукцыйнасць нарыхтоўкі пасля апрацоўкі.

апрацоўка паверхні26. Лазерная ашалёўка

Тэхналогія лазернай ашалёўкі таксама з'яўляецца адной з новых тэхналогій мадыфікацыі паверхні, якая прадстаўляе кірунак развіцця і ўзровень інжынерыі паверхні.Тэхналогія лазернай ашалёўкі стала гарачай кропкай даследаванняў у галіне мадыфікацыі паверхні тытанавых сплаваў дзякуючы яе перавагам чыстага навакольнага асяроддзя і металургічнага спалучэння паміж пакрыццём і падкладкай.Керамічнае пакрыццё лазернай ашалёўкі або кампазітнае пакрыццё, армаванае керамічнымі часціцамі, з'яўляецца эфектыўным спосабам павышэння зносаўстойлівасці паверхні тытанавага сплаву.У адпаведнасці з рэальнымі ўмовамі працы, абярыце адпаведную матэрыяльную сістэму, і тэхналогія лазернай ашалёўкі можа дасягнуць найлепшых патрабаванняў працэсу.Тэхналогія лазернай ашалёўкі можа аднаўляць розныя дэталі, якія выйшлі з ладу, напрыклад, лопасці авіярухавікоў.

Розніца паміж лазерным легіраваннем паверхні і лазерным плакіраваннем паверхні заключаецца ў тым, што лазернае легіраванне паверхні заключаецца ў поўным змешванні дададзеных элементаў сплаву і павярхоўнага пласта падкладкі ў вадкім стане з адукацыяй легіруючага пласта;Лазерная ашалёўка паверхні заключаецца ў расплаўленні ўсяго папярэдняга пакрыцця і мікраплаўленні паверхні падкладкі, так што пласт ашалёўкі і матэрыял падкладкі ўтвараюць металургічную камбінацыю і захоўваюць склад ашалёўкі ў асноўным нязменным.Тэхналогія лазернага легіравання і лазернай ашалёўкі ў асноўным выкарыстоўваецца для паляпшэння зносаўстойлівасці паверхні, устойлівасці да карозіі і ўстойлівасці да класіфікацыі тытанавых сплаваў.

У цяперашні час тэхналогія лазернага наплаўлення шырока выкарыстоўваецца пры рамонце і мадыфікацыі металічных паверхняў.Аднак, хаця традыцыйнае лазернае ашалёўка мае перавагі і характарыстыкі гнуткай апрацоўкі, рамонту спецыяльнай формы, зададзеных карыстальнікам дабавак і г.д., яго эфектыўнасць працы нізкая, і ён усё яшчэ не можа адпавядаць патрабаванням буйнамаштабнай хуткай вытворчасці і апрацоўкі ў некаторыя вытворчыя палі.Каб задаволіць патрэбы масавай вытворчасці і павысіць эфектыўнасць ашалёўкі, з'явілася высакахуткасная лазерная тэхналогія ашалёўкі.

Высакахуткасная лазерная тэхналогія ашалёўкі можа рэалізаваць кампактны і без дэфектаў пласт ашалёўкі.Якасць паверхні ашалёўкі - кампактнасць, металургічнае счапленне з падкладкай, адсутнасць адкрытых дэфектаў, паверхня гладкая.Яго можна апрацоўваць не толькі на корпусе верціцца, але і на плоскай і складанай паверхні.Дзякуючы бесперапыннай тэхнічнай аптымізацыі гэтая тэхналогія можа быць шырока выкарыстана ў вугальнай прамысловасці, металургіі, марскіх платформах, вырабе паперы, грамадзянскай тэхніцы, аўтамабілях, караблях, нафтавай і аэракасмічнай прамысловасці і можа стаць экалагічна чыстым працэсам аднаўлення вытворчасці, які можа замяніць традыцыйную тэхналогію гальванічнага пакрыцця.

7. Лазерная гравіроўка

Лазерная гравіроўка - гэта працэс лазернай апрацоўкі, які выкарыстоўвае тэхналогію ЧПУ для праецыравання лазернага прамяня высокай энергіі на паверхню матэрыялу і выкарыстоўвае цеплавы эфект, які ствараецца лазерам, для стварэння выразных узораў на паверхні матэрыялу.Фізічная дэнатурацыя плаўлення і газіфікацыі апрацоўчых матэрыялаў пад апрамяненнем лазернай гравіроўкі можа дазволіць лазернай гравіроўцы дасягнуць мэтаў апрацоўкі.Лазерная гравіроўка - гэта выкарыстанне лазера для гравіроўкі слоў на аб'екце.Словы, выразаныя па гэтай тэхналогіі, не маюць шчарбін, паверхня прадмета гладкая і роўная, почырк не сціраецца.Яго характарыстыкі і перавагі ўключаюць у сябе: бяспечны і надзейны;Дакладны і скрупулёзны, дакладнасць можа дасягаць 0,02 мм;Эканомія аховы навакольнага асяроддзя і матэрыялаў падчас апрацоўкі;Высокая хуткасць, высокая хуткасць гравіроўкі ў адпаведнасці з выходнымі чарцяжамі;Нізкі кошт, не абмежаваны колькасцю апрацоўкі і г.д.

апрацоўка паверхні3

8. Лазерная 3D-друк

Працэс выкарыстоўвае тэхналогію лазернай ашалёўкі, якая выкарыстоўвае лазер для апраменьвання парашковага патоку, які транспартуецца соплам, каб непасрэдна расплавіць простае рэчыва або парашок сплаву.Пасля выхаду лазернага прамяня вадкі сплаў хутка застывае, каб рэалізаваць хуткае прататыпаванне сплаву.У цяперашні час ён шырока выкарыстоўваецца ў прамысловым мадэляванні, машынабудаванні, аэракасмічнай, ваеннай прамысловасці, архітэктуры, кіно і тэлебачанні, бытавой тэхніцы, лёгкай прамысловасці, медыцыне, археалогіі, культуры і мастацтве, скульптуры, ювелірных вырабах і іншых галінах.

апрацоўка паверхні4

9. Тыповае прамысловае прымяненне лазернай апрацоўкі паверхні і аднаўлення

У цяперашні час тэхналогіі, працэсы і абсталяванне для лазернай апрацоўкі паверхні і адытыўнай вытворчасці шырока выкарыстоўваюцца ў металургіі, горным машынах, прэс-формах, нафтавай энергетыцы, апаратных інструментах, чыгуначным транспарце, аэракасмічнай прамысловасці, машынабудаванні і іншых галінах.

 

10. Прымяненне тэхналогіі лазернай гальванікі

Лазерная гальваніка - гэта новая тэхналогія высокаэнергетычнага прамяня гальванікі, якая мае вялікае значэнне для вытворчасці і рамонту мікраэлектронных прыбораў і буйных інтэгральных схем.У цяперашні час, хоць прынцып лазернай гальванікі, лазернай абляцыі, плазменнага лазернага нанясення і лазернай бруі ўсё яшчэ даследуецца, іх тэхналогіі былі прыменены.Калі бесперапынны лазер або імпульсны лазер апрамяняе паверхню катода ў гальванічнай ванне, можна не толькі значна палепшыць хуткасць нанясення металу, але таксама можна выкарыстоўваць камп'ютэр для кіравання траекторыяй лазернага прамяня для атрымання неэкранаванага пакрыцця чаканая складаная геаметрыя.

Прымяненне лазернай гальванікі на практыцы ў асноўным заснавана на наступных дзвюх характарыстыках:

(1) Хуткасць у зоне лазернага апрамянення значна вышэйшая за хуткасць гальванікі ў целе (прыкладна ў 103 разы);

(2) Здольнасць кантролю лазера моцная, што можа прымусіць неабходную частку матэрыялу вылучыць неабходную колькасць металу.Звычайнае гальванічнае пакрыццё адбываецца на ўсёй падкладцы электрода, і хуткасць гальванічнага нанясення нізкая, таму складана сфарміраваць складаныя і тонкія ўзоры.Лазернае гальванічнае пакрыццё можа наладзіць лазерны прамень на мікраметровы памер і правесці неэкранаванае адсочванне на мікраметровым памеры.Гэты тып высакахуткаснага адлюстравання становіцца ўсё больш і больш практычным для праектавання схем, рамонту схем і лакальнага нанясення на кампаненты мікраэлектронных злучальнікаў.

У параўнанні са звычайным гальванічным пакрыццём яго перавагі:

(1) Высокая хуткасць нанясення, напрыклад, лазернае залачэнне да 1 мкМ/с, лазернае медненне да 10 мкМ/с, лазернае струйное залачэнне да 12 мкМ/с, лазернае струйное медненне да 50 мкм/с;

(2) Асаджэнне металу адбываецца толькі ў зоне лазернага апрамянення, і лакальнае нанясенне пакрыцця можа быць атрымана без экранавання, што спрашчае вытворчы працэс;

(3) Адгезія пакрыцця значна паляпшаецца;

(4) лёгка рэалізаваць аўтаматычнае кіраванне;

(5) Захаваць каштоўныя металы;

(6) Эканомія інвестыцый у абсталяванне і час апрацоўкі.

Калі бесперапынны лазер або імпульсны лазер апрамяняе паверхню катода ў гальванічнай ванне, можна не толькі значна палепшыць хуткасць нанясення металу, але таксама камп'ютар можа кантраляваць траекторыю руху лазернага прамяня, каб атрымаць неэкранаванае пакрыццё з чаканым комплексам геаметрыі.Цяперашняя новая тэхналогія гальванічнага нанясення лазернай струі спалучае ў сабе тэхналогію нанясення лазернага гальванічнага пакрыцця з распыленнем раствора для гальванікі, так што лазер і раствор для пакрыцця могуць адначасова наносіцца на паверхню катода, а хуткасць масапераносу значна вышэйшая за хуткасць масапераносу мікраперамешвання, выкліканага лазерным апрамяненнем, такім чынам дасягаючы вельмі высокай хуткасці нанясення.

апрацоўка паверхні5

Будучае развіццё і інавацыі

У будучыні кірунак развіцця абсталявання для лазернай апрацоўкі паверхні і адытыўнай вытворчасці можна абагульніць наступным чынам:

·Высокая эфектыўнасць - высокая эфектыўнасць апрацоўкі, якая адпавядае хуткаму вытворчаму рытму сучаснай прамысловасці;

·Высокая прадукцыйнасць - абсталяванне мае разнастайныя функцыі, стабільную працу і падыходзіць для розных умоў працы;

·Высокі інтэлект - узровень інтэлекту пастаянна паляпшаецца, з меншым ручным умяшаннем;

·Нізкі кошт – кошт абсталявання кантралюецца, а кошт расходных матэрыялаў зніжаецца;

· Налада - індывідуальная настройка абсталявання, дакладнае пасляпродажнае абслугоўванне,

·І злучэнне - спалучэнне лазернай тэхналогіі з традыцыйнай тэхналогіяй апрацоўкі.


Час публікацыі: 17 верасня 2022 г

  • Папярэдняя:
  • далей: