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 обрада површинезаправо 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.
Додатноласерско чишћење, да ли знате следеће врсте ласерске површинске обраде?
Ласерско гашење
Ласерско каљење је једно од решења за машинску обраду високо напрегнутих и сложених компоненти, омогућавајући већи напон и дужи век за делове са високим хабањем, као што су брегасте осовине и алати за савијање.
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 довода, а материјал око ласерског зрака се тако брзо хлади како се ласерски зрак помера да метална решетка није у стању да се врати у првобитни облик, што доводи до мартензита, што узрокује 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:
1. 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;
2. 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.
Lасер длакавост
Ласерско брушење је један од процесних алата за површинску модификацију металних материјала. У процесу структурирања, ласер ствара правилно распоређене геометрије у слојевима или подлогама како би наменски модификовао техничка својства 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.
На пример, хидрофобне површинске структуре омогућавају да вода тече са површине. Стварање субмикронских структура на површинама ултракратким импулсним ласерима омогућава да се ово својство оствари, а структура која се креира може се прецизно контролисати варирањем параметара ласера. Може се остварити и супротан ефекат, нпр. хидрофилне површине.
Аутомобилске плоче за фарбање, морате учинити површину танке плоче равномерном дистрибуцијом "микро-јаме" да бисте побољшали пријањање боје, са хиљадама до десетинама хиљада пута у секунди пулсирајући ласерски сноп који се фокусира на површину инцидента у ролни на ролну, у тачки фокуса на површини ролне да се формира мали растворљив базен, истовремено на страни микрорастворног базена који дува, тако да растворљиви базен растопљеног материјала према наведеним захтевима могуће гомилање до базена! 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 омогућавају контролисане структуре које су тачне до микрона и врло лако се реплицирају; ниско 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.
Ласерско заслепљивање површине
Ласерско каљење се обично користи у ласерском третману заслепљујућих површина, такође познатом као ласерско обележавање боја. Принцип процеса је да се материјал за ласерско загревање, метално локално загревање до мало испод тачке топљења, у одговарајућим параметрима процеса, у овом тренутку, структура капије ће се променити; на површини радног комада ће се формирати оксидни слој, овај слој филма у зрачењу светлости, интерференција упадне светлости тако да је у овом тренутку разноврсна боја каљења, површина слоја генерисана овим слојем шареног слоја за обележавање, уз то да нема потребе да се мења угао посматрања, образац обележавања ће бити промењен из низа различитих боја.
Ове боје остају температурно стабилне до прибл. 200 степени. На вишим температурама, капија се враћа у првобитно стање - ознака нестаје. Квалитет површине је очуван. Висок степен сигурности и следљивости се постиже у апликацијама против фалсификовања. Поред нове црне ознаке ултракратким импулсним ласерима, која се последњих година добро етаблирала у области медицинске технологије, идеална је и за обележавање производа, а тиме и за јединствену следљивост према УДИ директиви.
Ласерско топљење
То је адитивни производни процес погодан за металне и метал-керамичке хибридне материјале. Овим се 3Д геометрије могу креирати или модификовати. Користећи овај производни метод, ласери се такође могу користити за поправку или премазивање. Дакле, у сектору ваздухопловства, адитивна производња се 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 модификоване бројне компоненте.
У конвенционалној ласерској металној облоги, ласерски зрак прво локално загрева радни предмет, а затим формира растопљени базен. Фини метални прах се затим распршује из млазнице главе за ласерску обраду директно у растопљени базен. 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 мањих топлотних ефеката, 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 ћелија у врећицама како би се спречило гужвање фолије, чиме се продужава живот ћелија. Такође се може користити у апликацијама као што су сушење ћелијских фолија, светлосна импрегнација соларних панела и прецизна обрада површине која се загрева за специфичне материјале као што су челичне и силицијумске плочице.
Ласерско полирање
Механизам одтехнологија ласерског полирањаје површинска уска фузија и површина преко фузије, ослањајући се на претапање површине и поновно очвршћавање ласерски претопљеног слоја. Када се метална површина озрачи ласером са довољно високом енергијом, површина се подвргава одређеном степену поновног топљења и прерасподеле, а глатке површине се постижу напонима површинског затезања и гравитацијом пре очвршћавања.
Целокупна дебљина слоја топљења је мања од висине од корита до врха, што омогућава целом растопљеном металу да испуни оближња корита, а покретачка сила за ово пуњење је капиларни ефекат, док дебљи слој топљења индукује течни метал да тече напоље из центра талине, а покретачка сила за прерасподелу је термо-капиларни ефекат или Марконијев ефекат.
Примери примене као што је керамика од силицијум карбида, материјал за лаке и велике оптичке компоненте телескопа (нарочито огледала великих димензија и сложеног облика). РБ-СиЦ, као типичан материјал високе тврдоће, сложене фазе, има тежак и неефикасан техника за прецизно полирање површина. 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.
Ласерско минирање
Ласерско ударно обрађивање, такође познато као ласерско пескарење, је зрачење површине металних делова, површинског метала (или апсорпционог слоја) високе густине енергије, високог фокуса, кратких импулса (λ=1053} нм). велика густина снаге улоге ласера у тренутном формирању плазма експлозије, експлозија ударног таласа у ограничењима на граничном слоју металних делова унутар преноса тако да површински слој зрна производи компресивну пластичну деформацију у површини слој делова у дебљем опсегу Постизање заосталих тлачних напона, префињености зрна и других ефеката површинског ојачања. У поређењу са традиционалним механичким пескарењем, има следеће предности
1. Јака усмереност: ласер делује на металну површину под контролисаним углом, са високом ефикасношћу конверзије енергије, док је угао удара механичког пројектила случајан;
2. Велика сила: прасак плазме ласера за експлозију генерисан тренутним притиском до неколико ГПа; густина снаге: вршна густина снаге ласерског удара достиже неколико десетина ГВ/цм2;
Добар површински интегритет: ласерски удар на површину скоро да нема ефекта прскања, а након механичког мјењања, морфологија површине је оштећена да произведе концентрацију напрезања.
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 аеромотора и тако даље.
