Ласерска технологија је одавно позната по широкој употреби у заваривању, резању и обележавању, а тек у ове две године, постепеном популаризацијом ласерског чишћења, концепт ласерске површинске обраде постаје све више и више. фокус пажње и појавио се у главама људи. Ласерска обрада на бесконтактни начин, велика флексибилност, велика брзина, без буке, мала топлотно захваћена зона без оштећења подлоге, без потрошног материјала и са ниским садржајем угљеника.
Ласерска површинска обрада заправо има веома велики број категорија примене поред ласерског чишћења, као што су ласерско полирање, ласерско облагање, ласерско гашење и тако даље. Ове методе се користе за промену специфичних физичко-хемијских својстава површине материјала, на пример, да се површина обради у хидрофобну функцију, или ласерски импулси за производњу пречника од око 10 микрона, дубине од само неколико микрона малих удубљења. , као начин повећања храпавости, побољшања адхезије површине и тако даље.
Осим ласерског чишћења, да ли познајете следеће врсте ласерске површинске обраде?
Ласерско очвршћавање
Ласерско каљење је једно од решења за машинску обраду високо напрегнутих и сложених делова, омогућавајући делове са већим хабањем, као што су брегасте осовине и алати за савијање, да буду изложени већим напрезањима за дужи век трајања.
Делује тако што загрева кожу радног предмета који садржи угљеник на температуру која је нешто нижа од температуре топљења (900 - 1400 степен, 40 процената озрачене снаге се апсорбује), тако да се атоми угљеника у металној решетки преуређују ( аустенитизација), а затим ласерски зрак стабилно загрева површину у правцу напајања, а материјал око ласерског зрака се хлади тако брзо како се ласерски зрак помера да метална решетка није у стању да се врати у првобитни облик, што резултира мартензитом, што доводи до а Ово резултира мартензитом и значајним повећањем тврдоће.
Дубина очвршћавања спољних слојева угљеничног челика која се постиже ласерским каљењем је обично 0.1-1,5 мм, а код неких материјала може бити 2,5 мм или већа. Предности у односу на конвенционалне методе очвршћавања су:
- Циљани унос топлоте је ограничен на локализовану област, што доводи до скоро да нема деформисања компоненти током машинске обраде. Трошкови прераде су смањени или чак потпуно елиминисани;
- Очвршћавање чак и на сложеним геометријама и прецизним компонентама, омогућавајући прецизно очвршћавање локално ограничених функционалних површина које се не могу очврснути конвенционалним методама очвршћавања;
- без изобличења. Конвенционални процеси очвршћавања производе изобличење због већег уноса енергије и гашења, али током ласерског очвршћавања унос топлоте се може прецизно контролисати захваљујући ласерској технологији и контроли температуре. Компонента остаје практично нетакнута;
- Геометрија тврдоће компоненте може се мењати брзо и "у ходу". То значи да нема потребе за конверзијом оптике/целог система.
Ласерско шишање
Ласерско брушење је један од процеса за површинску модификацију металних материјала. У процесу структурирања, ласер ствара правилно распоређене геометрије у слојевима или подлогама како би циљао промене техничких својстава и развио нове функције. Процес генерално укључује употребу ласерског зрачења (обично кратких импулса ласерске светлости) за генерисање правилно распоређених геометрија на површини на поновљив начин. Ласерски зрак топи материјал на контролисан начин и учвршћује се у дефинисану структуру одговарајућим управљањем процесом.
Слика
Хидрофобне површинске структуре, на пример, омогућавају да вода тече са површине. Стварање субмикронских структура на површинама ултракратким импулсним ласерима омогућава да се ово својство реализује и да се структура која се креира може прецизно контролисати варирањем параметара ласера. Може се остварити и супротан ефекат, нпр. хидрофилне површине.
За фарбање аутомобилских панела потребно је равномерно распоредити "микро-јаме" на површини лима како би се побољшала адхезија боје. Пулсни ласерски сноп са хиљадама до десетина хиљада импулса у секунди се фокусира, а затим пада на површину ролни да би се формирао мали растворљив базен на површини ролни у тачки фокуса, а истовремено и бочно дување на малом растворљивом базену, тако да се растопљени материјал у базену раствора акумулира што је више могуће у базену раствора према наведеним захтевима. Ивица формирања језичака у облику лука, ови мали језичци и микро удубљења не само да могу побољшати храпавост површине материјала како би повећали пријањање боје, већ и побољшали површинску тврдоћу материјала како би продужили век трајања.
Одређена својства се генеришу ласерским структурирањем, као што су својства трења или електрична и топлотна проводљивост неких металних материјала. Поред тога, ласерско структурирање повећава снагу везивања и радни век радног предмета.
У поређењу са традиционалним методама, ласерско структурирање површина је еколошки прихватљивије и не захтева додатна абразивна средства за пескарење или хемикалије; поновљиви и прецизни, ласери постижу контролисане структуре које су прецизне до микрона и које је веома лако реплицирати; лаки за одржавање, ласери су бесконтактни и стога апсолутно не хабају у поређењу са механичким алатима који се брзо троше; и нема потребе за накнадном обрадом, без растапања или других остатака обраде на делу који је обрађен ласером.
Ласерски третман површине
Ласерско каљење се обично користи у ласерским површинским бојама, такође познато као ласерско означавање боја. Принцип процеса је да када ласер загреје материјал, метал ће се локално загрејати на нешто испод своје тачке топљења, у одговарајућим параметрима процеса, у овом тренутку ће се структура капије променити; на површини радног предмета ће се формирати оксидни слој, овај слој филма у зрачењу светлости, интерференција упадне светлости, тако да је у овом тренутку различита боја каљења, површина стварања слоја шареног слоја за обележавање, дуж без потребе за променом угла посматрања, образац обележавања ће бити промењен из различитих боја.
Дроплет Ласер објављује извештај о ултра брзом ласерском третману шарене површине
Ове боје остају температурно стабилне до око 200 степени. На вишим температурама, капија се температурно стабилизује. На вишим температурама, капија се враћа у првобитно стање - ознака нестаје. Квалитет површине ће остати нетакнут. Висок степен сигурности и следљивости у апликацијама против фалсификовања. Поред нове црне ознаке са ултракратким импулсним ласерима, она је такође идеална за обележавање производа, а тиме и за јединствену следљивост према УДИ директиви.
Ласерско облагање
је адитивни производни процес за хибридне материјале од метала и кермета. Овим се 3Д геометрије могу креирати или модификовати. Користећи овај производни метод, ласер се такође може користити за поправку или премазивање. У сектору ваздухопловства, адитивна производња се стога користи за поправку лопатица турбина.
У изради алата и калупа, попуцале или истрошене ивице и обликоване функционалне површине могу се поправити, па чак и локално оклопити. Да би се спречило хабање и корозија, места лежаја, ваљци или хидрауличне компоненте су обложени енергетском технологијом или петрохемијом. Адитивна производња се такође користи у производњи аутомобила. Овде су побољшане бројне компоненте.
Код конвенционалног ласерског топљења метала, ласерски зрак прво локално загрева радни предмет, а затим формира растопљени базен. Фини метални прах се затим распршује директно у растопљени базен из млазнице главе за ласерску обраду. Током ласерског топљења метала великом брзином, честице праха су већ загрејане скоро до температуре топљења изнад површине подлоге. Као резултат, потребно је мање времена за топљење честица праха.
Ефекат: значајно повећање брзине процеса. Због нижег термичког ефекта, ласерско топљење метала великом брзином омогућава и облагање материјала који су веома осетљиви на топлоту, као што су легуре алуминијума и легуре ливеног гвожђа. Са ХС-ЛМД процесом, високе површинске брзине до 1500 цм²/мин могу се постићи на ротационо симетричним површинама, док се могу остварити брзине увлачења до неколико стотина метара у минути.
Скупи делови или калупи могу се брзо и лако поправити помоћу ласерске металне облоге у праху. Оштећења, велика или мала, могу се поправити брзо и готово без трагова. Могуће су и промене дизајна. Ово штеди време, енергију и материјал. Нарочито за скупе метале као што су никл или титанијум, прилично је вредно труда. Типични примери примене су лопатице турбина, разни клипови, вентили, вратила или калупи.
Ласерска топлотна обрада
Хиљаде минијатурних ласера (ВЦСЕЛ) су монтиране на једном чипу. Сваки емитер је опремљен са 56 таквих чипова, док се модул састоји од неколико емитера. Правоугаона област зрачења може да садржи милионе микро-ласера и може да произведе неколико киловата снаге инфрацрвеног ласера.
ВЦСЕЛ генеришу блиске инфрацрвене зраке са интензитетом зрачења од 100 В/цм² помоћу великог, усмереног правоугаоног попречног пресека снопа. У принципу, ова технологија је погодна за све индустријске процесе који захтевају изузетно прецизну контролу површине и температуре.
Модули за ласерску топлотну обраду су посебно погодни за апликације за грејање великих површина где се захтевају прецизност и флексибилност. У поређењу са конвенционалним методама грејања, овај нови процес грејања нуди већи степен флексибилности, прецизности и уштеде.
Технологија се може користити за заптивање врећица батерија, спречавајући набирање алуминијумске фолије и на тај начин продужавајући век трајања батерије. Такође се може користити у апликацијама као што су сушење ћелијских фолија, фотоимпрегнирајући соларни панели и прецизна обрада подручја које треба загрејати специфичним материјалима као што су челичне и силиконске плочице.
Ласерско полирање
Механизам технологије ласерског полирања је сужавање површине и претапање површине, које се ослања на претапање површине и поновно очвршћавање ласерски претопљеног слоја. Када се метална површина озрачи ласером са довољно високом енергијом, површина се подвргава одређеном степену претапања, прерасподеле и глатке површине се постижу напоном површинског затезања и гравитацијом пре очвршћавања.
Целокупна дебљина слоја топљења је мања од висине од корита до врха, што омогућава да цео растопљени метал испуни оближња корита, пуњење које покреће капиларни ефекат, док дебљи слој топљења индукује течни метал да тече напоље. из центра базена талине, вођен термо-капиларним ефектом или Марконијевим ефектом, који омогућава његову редистрибуцију.
Примери примене као што је керамика од силицијум карбида, материјал за лагану велику телескопску оптику (посебно велика и сложена огледала.) РБ-СиЦ, као типичан материјал високе тврдоће, сложене фазе, технички је тешко површински прецизно полирати са ниска ефикасност. Модификацијом површине РБ-СиЦ претходно обложене Си прахом фемтосекундним ласером, оптичка површина са површинском храпавости Ск од 4,45 нм може се добити након само 4,5 сата полирања, што побољшава ефикасност полирања за више од три пута у поређењу са директно брушење и полирање. Ласерско полирање се такође широко користи у полирању калупа, брегастих и турбинских лопатица.
Ласер Схот Пеенинг
Ласерско ударно чишћење, такође познато као ласерско бризгање, је зрачење површине металних делова, површинског метала (или апсорпционог слоја) високе густине енергије, високог фокуса, кратких импулса (λ=1053 нм). велика густина снаге ласера под дејством тренутног формирања плазме експлозије, експлозије ударног таласа у ограничењима на граничном слоју граничног слоја унутрашњег преноса металних делова, тако да површински слој од зрна за производњу компресивне пластичне деформације у деловима површинског слоја дебљег опсега. Добити заостало напрезање при притиску, префињеност зрна и друге ефекте површинског ојачања. У поређењу са традиционалним механичким пескарењем, има следеће предности:
- Јака усмереност: ласер делује на металну површину под контролисаним углом, висока ефикасност конверзије енергије, док је угао удара механичког пројектила случајан;
- Велика сила: прасак плазме за ласерско пескарење генерисан тренутним притиском до неколико ГПа; густина снаге: вршна густина снаге ласерског удара од неколико до десетина ГВ/цм2;
- Добар површински интегритет: ласерски удар на површину скоро да нема ефекта прскања, док је механичко млазирање, морфологија површине оштећена да произведе концентрацију напона.
Ласерски удар након максималне вредности напрезања при притиску је бољи, површинско заостало тлачно напрезање повећано је за око 40 процената до 50 процената, век замора радног предмета, отпорност на високе температуре и савијање и други сродни показатељи нумеричке вредности су значајно побољшани . Тренутно се примењује у области површинске обраде авиона, површинске обраде аеро-мотора и тако даље. Преведено са ввв.ДеепЛ.цом/Транслатор (бесплатна верзија)
