Dhjetë aplikime të teknologjisë lazer në trajtimin e sipërfaqes

Trajtimi i sipërfaqes me lazer është një teknologji që përdor rreze lazer me densitet të lartë të fuqisë për të ngrohur sipërfaqen e materialit në mënyrë pa kontakt, dhe realizon modifikimin e sipërfaqes së saj me anë të ftohjes përçuese të vetë sipërfaqes së materialit.Është e dobishme të përmirësohen vetitë mekanike dhe fizike të sipërfaqes së materialit, si dhe rezistenca ndaj konsumit, rezistenca ndaj korrozionit dhe rezistenca ndaj lodhjes së pjesëve.Vitet e fundit, teknologjitë e trajtimit të sipërfaqes me lazer, si pastrimi me lazer, shuarja me lazer, aliazhi me lazer, forcimi i goditjes me lazer dhe pjekja me lazer, si dhe veshja me lazer, printimi 3D me lazer, elektroplating lazer dhe teknologjitë e tjera të prodhimit të aditivëve lazer kanë sjellë perspektiva të gjera aplikimi. .

1. Pastrim me laser

Pastrimi me lazer është një teknologji e re e pastrimit të sipërfaqeve që po zhvillohet me shpejtësi, e cila përdor rreze lazer me impuls të lartë të energjisë për të rrezatuar sipërfaqen e pjesës së punës, në mënyrë që papastërtia, grimcat ose veshja në sipërfaqe të mund të avullojë ose zgjerohet menjëherë, duke arritur kështu procesin e pastrimit. dhe pastrimit.Pastrimi me lazer ndahet kryesisht në heqjen e ndryshkut, heqjen e vajit, heqjen e bojës, heqjen e veshjes dhe procese të tjera;Përdoret kryesisht për pastrimin e metaleve, pastrimin e relikteve kulturore, pastrimin e arkitekturës, etj. Bazuar në funksionet e tij gjithëpërfshirëse, përpunimin e saktë dhe fleksibël, efikasitetin e lartë dhe kursimin e energjisë, mbrojtjen e mjedisit të gjelbër, pa dëmtim të nënshtresës, inteligjencën, cilësinë e mirë të pastrimit, siguria, aplikimi i gjerë dhe karakteristikat dhe avantazhet e tjera, është bërë gjithnjë e më popullor në fusha të ndryshme industriale.

Krahasuar me metodat tradicionale të pastrimit si pastrimi me fërkim mekanik, pastrimi nga korrozioni kimik, pastrimi i lëngshëm me ndikim të fortë, pastrimi me ultratinguj me frekuencë të lartë, pastrimi me lazer ka avantazhe të dukshme.

2. Shuarje me laser

Shuarja me laser përdor lazer me energji të lartë si burim nxehtësie për ta bërë sipërfaqen metalike të nxehtë dhe të ftohtë shpejt.Procesi i shuarjes përfundon menjëherë për të marrë fortësi të lartë dhe strukturë martensit ultra të imët, për të përmirësuar ngurtësinë dhe rezistencën ndaj konsumit të sipërfaqes së metalit dhe për të formuar stres shtypës në sipërfaqe për të përmirësuar rezistencën ndaj lodhjes.Përparësitë kryesore të këtij procesi përfshijnë zonën e vogël të prekur nga nxehtësia, deformimin e vogël, shkallën e lartë të automatizimit, fleksibilitetin e mirë të shuarjes selektive, fortësinë e lartë të kokrrave të rafinuara dhe mbrojtjen inteligjente të mjedisit.Për shembull, pika lazer mund të rregullohet për të shuar çdo pozicion të gjerë;Së dyti, koka e lazerit dhe lidhja e robotit me shumë boshte mund të shuajnë zonën e caktuar të pjesëve komplekse.Për një shembull tjetër, shuarja me lazer është jashtëzakonisht e nxehtë dhe e shpejtë, dhe stresi dhe deformimi i shuarjes janë të vogla.Deformimi i pjesës së punës para dhe pas shuarjes me lazer pothuajse mund të injorohet, kështu që është veçanërisht i përshtatshëm për trajtimin sipërfaqësor të pjesëve me kërkesa të larta saktësie.

Aktualisht, shuarja me lazer është aplikuar me sukses në forcimin e sipërfaqes së pjesëve të cenueshme në industrinë e automobilave, industrinë e mykut, veglat e harduerit dhe industrinë e makinerive, veçanërisht në përmirësimin e jetës së shërbimit të pjesëve të cenueshme si ingranazhet, sipërfaqet e boshtit, udhëzuesit, nofullat dhe kallëpe.Karakteristikat e shuarjes me lazer janë si më poshtë:

(1) Shuarja me laser është një proces i shpejtë i ngrohjes dhe ftohjes vetë-ngacmuese, i cili nuk kërkon ruajtjen e nxehtësisë së furrës dhe shuarjen e ftohësit.Është një proces trajtimi termik pa ndotje, i gjelbër dhe miqësor ndaj mjedisit dhe mund të zbatojë lehtësisht shuarjen uniforme në sipërfaqen e mykut të mëdhenj;

(2) Meqenëse shpejtësia e ngrohjes me lazer është e shpejtë, zona e prekur nga nxehtësia është e vogël, dhe shuarja e ngrohjes me skanimin e sipërfaqes, domethënë shuarja e menjëhershme e ngrohjes lokale, deformimi i mbulesës së trajtuar është shumë i vogël;

(3) Për shkak të këndit të vogël të divergjencës së rrezes lazer, ajo ka drejtim të mirë dhe mund të shuajë me saktësi sipërfaqen e mykut përmes sistemit udhëzues të dritës;

(4) Thellësia e shtresës së ngurtësuar të shuarjes së sipërfaqes me lazer është përgjithësisht 0,3-1,5 mm.

3. Pjekja me laser

Pjekja me lazer është një proces trajtimi termik që përdor lazerin për të ngrohur sipërfaqen e materialit, për ta ekspozuar materialin në temperaturë të lartë për një kohë të gjatë dhe më pas për ta ftohur ngadalë.Qëllimi kryesor i këtij procesi është të çlirojë stresin, të rrisë duktilitetin dhe qëndrueshmërinë e materialit dhe të prodhojë mikrostrukturë të veçantë.Karakterizohet nga aftësia për të rregulluar strukturën e matricës, për të zvogëluar ngurtësinë, për të rafinuar kokrrat dhe për të eliminuar stresin e brendshëm.Vitet e fundit, teknologjia e pjekjes me lazer është bërë gjithashtu një proces i ri në industrinë e përpunimit të gjysmëpërçuesve, i cili mund të përmirësojë shumë integrimin e qarqeve të integruara.

4. Forcimi i goditjes me laser

Teknologjia e forcimit të goditjes me lazer është një teknologji e re dhe e lartë që përdor valën e goditjes plazmatike të krijuar nga rrezja e fortë lazer për të përmirësuar rezistencën kundër lodhjes, rezistencës ndaj konsumit dhe rezistencës ndaj korrozionit të materialeve metalike.Ka shumë përparësi të jashtëzakonshme, të tilla si mungesa e zonës së prekur nga nxehtësia, efikasiteti i lartë i energjisë, shkalla e tendosjes ultra e lartë, kontrollueshmëria e fortë dhe efekti i jashtëzakonshëm forcues.Në të njëjtën kohë, forcimi i goditjes me lazer ka karakteristikat e stresit të mbetur më të thellë të shtypjes, mikrostrukturës dhe integritetit më të mirë të sipërfaqes, stabilitetit më të mirë termik dhe jetëgjatësisë më të gjatë.Vitet e fundit, kjo teknologji ka arritur një zhvillim të shpejtë, dhe ka një rol të madh në hapësirën ajrore, mbrojtjen kombëtare dhe industrinë ushtarake dhe fusha të tjera.Përveç kësaj, veshja përdoret kryesisht për të mbrojtur pjesën e punës nga djegiet me lazer dhe për të rritur thithjen e energjisë lazer.Aktualisht, materialet e zakonshme të veshjes janë bojë e zezë dhe letër alumini.

Peening me laser (LP), i njohur gjithashtu si peening me goditje lazer (LSP), është një proces i aplikuar në fushën e inxhinierisë sipërfaqësore, domethënë përdorimi i rrezeve lazer me fuqi të lartë pulsuese për të gjeneruar strese të mbetura në materiale për të përmirësuar rezistencën ndaj konsumit. (të tilla si rezistenca ndaj konsumit dhe rezistenca ndaj lodhjes) të sipërfaqeve të materialit, ose për të përmirësuar forcën e seksioneve të holla të materialeve për të rritur fortësinë e sipërfaqes së materialeve.

Ndryshe nga shumica e aplikacioneve të përpunimit të materialeve, LSP nuk përdor fuqinë lazer për trajtimin e nxehtësisë për të arritur efektin e dëshiruar, por përdor ndikimin e rrezes për përpunim mekanik.Rrezja lazer me fuqi të lartë përdoret për të prekur sipërfaqen e pjesës së punës të synuar me impuls të shkurtër me fuqi të lartë.

Rrezja e dritës prek pjesën e punës metalike, e avullon menjëherë pjesën e punës në një gjendje të hollë plazme dhe ushtron presion të valës së goditjes në pjesën e punës.Ndonjëherë një shtresë e hollë e materialit të veshjes së errët i shtohet pjesës së punës për të zëvendësuar avullimin e metalit.Për të bërë presion, materialet e tjera të veshjes transparente ose shtresat e ndërhyrjes inerciale përdoren për të kapur plazmën (zakonisht ujin).

Plazma prodhon efektin e valës së goditjes, riformëson mikrostrukturën e sipërfaqes së pjesës së punës në pikën e goditjes dhe më pas gjeneron një reaksion zinxhir të zgjerimit dhe ngjeshjes së metalit.Stresi i thellë i shtypjes i krijuar nga ky reagim mund të zgjasë jetën e komponentit.

5. Lidhja me lazer

Lidhja me lazer është një teknologji e re e modifikimit të sipërfaqes, e cila mund të përdoret për përgatitjen e veshjeve të përbëra të përforcuara nanokristalore me qermeti amorfe në sipërfaqen e pjesëve strukturore sipas kushteve të ndryshme të shërbimit të materialeve të aviacionit dhe karakteristikave të ngrohjes dhe shkallës së kondensimit me rreze lazer me densitet të lartë të energjisë, kështu që si për të arritur qëllimin e modifikimit sipërfaqësor të materialeve të aviacionit.Krahasuar me teknologjinë e lidhjes me lazer, teknologjia e veshjes me lazer ka karakteristikat e raportit të vogël të hollimit të substratit ndaj pishinës së shkrirë, zonës së vogël të prekur nga nxehtësia, deformimit të vogël termik të pjesës së punës dhe shkallës së vogël të skrapit të pjesës së punës pas trajtimit të veshjes me lazer.Veshja me lazer mund të përmirësojë ndjeshëm vetitë e sipërfaqes së materialeve dhe të riparojë materialet e konsumuara.Ka karakteristikat e efikasitetit të lartë, shpejtësisë së shpejtë, mbrojtjes së mjedisit të gjelbër dhe pa ndotje dhe performancë të mirë të pjesës së punës pas trajtimit.

6. Veshje me laser

Teknologjia e veshjes me lazer është gjithashtu një nga teknologjitë e reja të modifikimit të sipërfaqes që përfaqëson drejtimin dhe nivelin e zhvillimit të inxhinierisë së sipërfaqes.Teknologjia e veshjes me lazer është bërë një pikë kërkimore në modifikimin e sipërfaqes së lidhjeve të titanit për shkak të avantazheve të saj të kombinimit pa ndotje dhe metalurgjik midis veshjes dhe nënshtresës.Veshje qeramike me lazer ose veshje kompozite e përforcuar me grimca qeramike është një mënyrë efektive për të përmirësuar rezistencën ndaj konsumit të sipërfaqes të aliazhit të titanit.Sipas kushteve aktuale të punës, zgjidhni sistemin e duhur të materialit dhe teknologjia e veshjes me lazer mund të arrijë kërkesat më të mira të procesit.Teknologjia e veshjes me lazer mund të riparojë pjesë të ndryshme të dështuara, të tilla si tehet e motorit aeroplan.

Dallimi midis lidhjes së sipërfaqes me lazer dhe veshjes së sipërfaqes me lazer është se aliazhimi i sipërfaqes me lazer është që të përziejë plotësisht elementët e aliazhit të shtuar dhe shtresën sipërfaqësore të substratit në gjendje të lëngshme për të formuar një shtresë aliazh;Veshja e sipërfaqes me laser është për të shkrirë të gjithë parashtresën dhe mikro-shkrirjen e sipërfaqes së nënshtresës, në mënyrë që shtresa e veshjes dhe materiali i nënshtresës të formojnë një kombinim metalurgjik dhe të mbajnë përbërjen e shtresës së veshjes në thelb të pandryshuar.Lidhja me lazer dhe teknologjia e veshjes me lazer përdoren kryesisht për të përmirësuar rezistencën ndaj konsumit të sipërfaqes, rezistencën ndaj korrozionit dhe rezistencën e klasifikimit të lidhjeve të titanit.

Aktualisht, teknologjia e veshjes me lazer është përdorur gjerësisht në riparimin dhe modifikimin e sipërfaqeve metalike.Megjithatë, megjithëse veshja tradicionale me lazer ka avantazhet dhe karakteristikat e përpunimit fleksibël, riparimit në formë të veçantë, aditivit të përcaktuar nga përdoruesi etj., efikasiteti i tij i punës është i ulët dhe ende nuk mund të përmbushë kërkesat e prodhimit dhe përpunimit të shpejtë në shkallë të gjerë në disa fusha prodhimi.Për të përmbushur nevojat e prodhimit në masë dhe për të përmirësuar efikasitetin e veshjes, u krijua teknologjia e veshjes me lazer me shpejtësi të lartë.

Teknologjia e veshjes me lazer me shpejtësi të lartë mund të realizojë shtresën e veshjes kompakte dhe pa defekte.Cilësia e sipërfaqes së shtresës së veshjes është kompakte, lidhet metalurgjik me nënshtresën, pa defekte të hapura dhe sipërfaqja është e lëmuar.Mund të përpunohet jo vetëm në trupin rrotullues, por edhe në sipërfaqen e rrafshët dhe komplekse.Nëpërmjet optimizimit të vazhdueshëm teknik, kjo teknologji mund të përdoret gjerësisht në qymyrin, metalurgjinë, platformat në det të hapur, prodhimin e letrës, pajisjet civile, automobilat, anijet, naftën, industritë e hapësirës ajrore dhe të bëhet një proces riprodhimi i gjelbër që mund të zëvendësojë teknologjinë tradicionale të elektrikimit.

7. Gdhendje me laser

Gdhendja me lazer është një proces përpunimi me lazer që përdor teknologjinë CNC për të projektuar rreze lazer me energji të lartë në sipërfaqen e materialit dhe përdor efektin termik të krijuar nga lazeri për të prodhuar modele të qarta në sipërfaqen e materialit.Denatyrimi fizik i shkrirjes dhe gazifikimit të materialeve përpunuese nën rrezatim të gdhendjes me lazer mund të mundësojë që gdhendja me lazer të arrijë qëllimet e përpunimit.Gdhendja me lazer është përdorimi i lazerit për të gdhendur fjalë në një objekt.Fjalët e gdhendura nga kjo teknologji nuk kanë nofka, sipërfaqja e objektit është e lëmuar dhe e sheshtë dhe shkrimi i dorës nuk do të përdoret.Karakteristikat dhe avantazhet e tij përfshijnë: të sigurt dhe të besueshëm;I saktë dhe i përpiktë, saktësia mund të arrijë 0.02 mm;Kurseni mbrojtjen e mjedisit dhe materialet gjatë përpunimit;Gdhendje me shpejtësi të lartë, shpejtësi të lartë sipas vizatimeve të daljes;Kosto e ulët, e pa kufizuar nga sasia e përpunimit, etj.

8. Printimi 3D me laser

Procesi miraton teknologjinë e veshjes me lazer, e cila përdor lazerin për të rrezatuar rrjedhën e pluhurit të transportuar nga hunda për të shkrirë drejtpërdrejt substancën e thjeshtë ose pluhurin e aliazhit.Pas largimit të rrezes lazer, lëngu i aliazhit ngurtësohet me shpejtësi për të realizuar prototipin e shpejtë të lidhjes.Aktualisht, ajo është përdorur gjerësisht në modelimin industrial, prodhimin e makinerive, hapësirën ajrore, ushtrinë, arkitekturën, filmin dhe televizionin, pajisjet shtëpiake, industrinë e lehtë, mjekësinë, arkeologjinë, kulturën dhe artin, skulpturën, bizhuteri dhe fusha të tjera.

9. Aplikime tipike industriale të trajtimit dhe riprodhimit të sipërfaqes me lazer

Aktualisht, teknologjitë, proceset dhe pajisjet e prodhimit të trajtimit me lazer dhe aditivëve përdoren gjerësisht në metalurgji, makineri minerare, kallëpe, energji të naftës, mjete harduerike, tranzit hekurudhor, hapësirë ​​ajrore, makineri dhe industri të tjera.

10. Aplikimi i teknologjisë së elektrikimit me laser

Elektroplating me laser është një teknologji e re e elektroplimit me rreze me energji të lartë, e cila ka një rëndësi të madhe për prodhimin dhe riparimin e pajisjeve mikroelektronike dhe qarqeve të integruara në shkallë të gjerë.Aktualisht, megjithëse parimi i elektroplimit me lazer, ablacioni me lazer, depozitimi i lazerit plazmatik dhe rryma lazer janë ende në kërkim, teknologjitë e tyre janë aplikuar.Kur një lazer i vazhdueshëm ose lazer pulsi rrezaton sipërfaqen e katodës në banjën e pllakëzimit, jo vetëm që shkalla e depozitimit të metalit mund të përmirësohet shumë, por gjithashtu kompjuteri mund të përdoret për të kontrolluar trajektoren e rrezes lazer për të marrë veshjen e pambrojtur të gjeometria e pritshme komplekse.

Zbatimi i elektroplimit me lazer në praktikë bazohet kryesisht në dy karakteristikat e mëposhtme:

(1) Shpejtësia në zonën e rrezatimit me lazer është shumë më e lartë se shpejtësia e elektrikimit në trup (rreth 103 herë);

(2) Aftësia e kontrollit të lazerit është e fortë, gjë që mund të bëjë që pjesa e nevojshme e materialit të precipitojë sasinë e kërkuar të metalit.Elektrikimi i zakonshëm bëhet në të gjithë nënshtresën e elektrodës dhe shpejtësia e elektrizimit është e ngadaltë, kështu që është e vështirë të formohen modele komplekse dhe të imta.Elektrikimi me lazer mund të rregullojë rrezen e lazerit në madhësinë e mikrometrit dhe të kryejë gjurmim të pambrojtur në madhësinë e mikrometrit.Për projektimin e qarkut, riparimin e qarkut dhe depozitimin lokal në komponentët e lidhësve mikroelektronikë, ky lloj hartografie me shpejtësi të lartë po bëhet gjithnjë e më praktik.

Krahasuar me elektrikimin e zakonshëm, avantazhet e tij janë:

(1) Shpejtësia e shpejtë e depozitimit, si p.sh. veshje me ar me lazer deri në 1 μ M/s, veshje me bakër me lazer deri në 10 μ M/s, veshje me flori me lazer deri në 12 μ M/s, veshje me lazer me bakër deri në 50 μ m/s;

(2) Depozitimi i metaleve ndodh vetëm në zonën e rrezatimit me lazer, dhe veshja e depozitimit lokal mund të merret pa masa mbrojtëse, duke thjeshtuar kështu procesin e prodhimit;

(3) Ngjitja e veshjes është përmirësuar shumë;

(4) Kontrolli automatik i lehtë për t'u realizuar;

(5) Ruani metalet e çmuara;

(6) Kurseni investimin e pajisjeve dhe kohën e përpunimit.

Kur një lazer i vazhdueshëm ose lazer impuls rrezaton sipërfaqen e katodës në banjën e pllakave, jo vetëm që shkalla e depozitimit të metalit mund të përmirësohet shumë, por gjithashtu kompjuteri mund të kontrollojë lëvizjen e rrezes lazer për të marrë veshjen e pambrojtur me kompleksin e pritur. gjeometria.Teknologjia e re aktuale e elektrikimit të zgjeruar me rrymë lazer kombinon teknologjinë e elektrikimit të zgjeruar me lazer me spërkatjen e tretësirës së pllakës, në mënyrë që lazeri dhe zgjidhja e platingut të mund të qëllojnë njëkohësisht në sipërfaqen e katodës dhe shpejtësia e transferimit të masës është shumë më e shpejtë se shpejtësia e transferimit të masës. të mikro-trazimit të shkaktuar nga rrezatimi lazer, duke arritur kështu një shpejtësi shumë të lartë depozitimi.

Zhvillimi dhe inovacioni në të ardhmen

Në të ardhmen, drejtimi i zhvillimit të trajtimit të sipërfaqes me lazer dhe pajisjeve të prodhimit të aditivëve mund të përmblidhet si më poshtë:

· Efikasitet i lartë – efikasitet i lartë i përpunimit, duke përmbushur ritmin e shpejtë të prodhimit të industrisë moderne;

· Performancë e lartë – pajisja ka funksione të larmishme, performancë të qëndrueshme dhe është e përshtatshme për kushte të ndryshme pune;

·Inteligjencë e lartë – niveli i inteligjencës po përmirësohet vazhdimisht, me më pak ndërhyrje manuale;

·Kosto e ulët – kostoja e pajisjeve është e kontrollueshme, dhe kostoja e materialeve harxhuese është e reduktuar;

·Personalizimi – personalizimi i personalizuar i pajisjeve, shërbimi i saktë pas shitjes,

·Dhe përbërja – duke kombinuar teknologjinë lazer me teknologjinë tradicionale të përpunimit.