Беттік өңдеуде лазерлік технологияның он қолданылуы

Беттік өңдеуде лазерлік технологияның он қолданылуы

Лазерлік бетті өңдеу - бұл материалдың бетін контактісіз қыздыру үшін жоғары қуаттылықтағы лазер сәулесін қолданатын және оның бетінің модификациясын материал бетінің өзін өткізгіш салқындату арқылы жүзеге асыратын технология.Материал бетінің механикалық және физикалық қасиеттерін, сондай-ақ бөлшектердің тозуға төзімділігін, коррозияға төзімділігін және шаршауға төзімділігін жақсарту тиімді.Соңғы жылдары лазерлік тазалау, лазерлік сөндіру, лазерлік легирлеу, лазерлік соққыны күшейту және лазерлік күйдіру, сондай-ақ лазерлік қаптау, лазерлік 3D басып шығару, лазерлік гальваника және басқа лазерлік қоспаларды өндіру технологиялары кең қолдану перспективаларын ашты. .

бетін өңдеу1

1. Лазерлік тазалау

Лазерлік тазалау - бұл бетті тазалаудың жылдам дамып келе жатқан жаңа технологиясы, ол дайындаманың бетін сәулелендіру үшін жоғары энергиялы импульстік лазер сәулесін пайдаланады, осылайша беттегі кір, бөлшектер немесе жабын бірден буланып немесе кеңейіп, осылайша тазалау процесіне қол жеткізеді. және тазарту.Лазерлік тазалау негізінен тотты кетіру, майды кетіру, бояуды кетіру, жабынды кетіру және басқа процестерге бөлінеді;Ол негізінен металл тазалау, мәдени жәдігерлерді тазалау, сәулет тазалау және т.б. үшін пайдаланылады. Оның жан-жақты функциялары, дәл және икемді өңдеу, жоғары тиімділік пен энергияны үнемдеу, жасыл қоршаған ортаны қорғау, субстратқа зақым келтірмеу, интеллект, жақсы тазалау сапасы, қауіпсіздік, кең қолдану және басқа да сипаттамалары мен артықшылықтары, ол әртүрлі өнеркәсіп салаларында танымал бола бастады.

Механикалық үйкеліспен тазалау, химиялық коррозиядан тазарту, сұйық қатты қатты соққыдан тазалау, жоғары жиілікті ультрадыбыстық тазалау, лазерлік тазалау сияқты дәстүрлі тазалау әдістерімен салыстырғанда айқын артықшылықтарға ие.

2. Лазерлік сөндіру

Лазерлік сөндіру металл бетін тез ыстық және суық ету үшін жылу көзі ретінде жоғары энергиялы лазерді пайдаланады.Жоғары қаттылық пен ультра жұқа мартенсит құрылымын алу, металл бетінің қаттылығы мен тозуға төзімділігін жақсарту және шаршауға төзімділікті жақсарту үшін бетінде қысу кернеуін қалыптастыру үшін сөндіру процесі бірден аяқталады.Бұл процестің негізгі артықшылықтары шағын жылу әсер ететін аймақты, шағын деформацияны, автоматтандырудың жоғары дәрежесін, таңдаулы сөндірудің жақсы икемділігін, тазартылған дәндердің жоғары қаттылығын және қоршаған ортаны интеллектуалды қорғауды қамтиды.Мысалы, лазерлік нүктені кез келген ені позициясын сөндіру үшін реттеуге болады;Екіншіден, лазер басы мен көп осьті робот байланысы күрделі бөліктердің белгіленген аймағын өшіре алады.Басқа мысал үшін, лазерлік сөндіру өте ыстық және жылдам, ал сөндіру кернеуі мен деформациясы аз.Дайындаманың лазерлік сөндіруге дейінгі және кейінгі деформациясын дерлік елемеуге болады, сондықтан ол әсіресе жоғары дәлдік талаптары бар бөлшектердің бетін өңдеу үшін қолайлы.

Қазіргі уақытта лазерлік сөндіру автомобиль өнеркәсібінде, қалыптау өнеркәсібінде, аппараттық құралдар мен машина жасау өнеркәсібінде, әсіресе тісті доңғалақтар, білік беттері, бағыттағыштар, жақтар сияқты осал бөлшектердің қызмет ету мерзімін жақсартуда осал бөлшектердің бетін нығайту үшін сәтті қолданылды. қалыптар.Лазерлік сөндірудің сипаттамалары келесідей:

(1) Лазерлік сөндіру – пештің жылуын сақтауды және салқындатқышты сөндіруді қажет етпейтін жылдам қыздыру және өздігінен қозғалатын салқындату процесі.Бұл ластанусыз, жасыл және қоршаған ортаға зиянсыз термиялық өңдеу процесі және үлкен қалыптардың бетінде біркелкі сөндіруді оңай жүзеге асыра алады;

(2) Лазерлік қыздыру жылдамдығы жылдам болғандықтан, жылу әсер ететін аймақ аз, ал беті сканерлеу жылытуды сөндіру, яғни лезде жергілікті қыздыру сөндіру, өңделген қалыптың деформациясы өте аз;

(3) Лазер сәулесінің кішігірім алшақтық бұрышына байланысты ол жақсы бағыттауға ие және жарық бағыттау жүйесі арқылы қалып бетін дәл сөндіре алады;

(4) Лазер бетін сөндірудің шыңдалған қабатының тереңдігі әдетте 0,3-1,5 мм.

3. Лазерлік жасыту

Лазерлік жасыту - бұл материалдың бетін қыздыру, материалды ұзақ уақыт бойы жоғары температурада ұстау, содан кейін оны баяу салқындату үшін лазерді қолданатын термиялық өңдеу процесі.Бұл процестің негізгі мақсаты кернеуді босату, материалдың икемділігі мен қаттылығын арттыру және арнайы микроқұрылымды шығару болып табылады.Ол матрица құрылымын реттеу, қаттылықты азайту, дәндерді тазарту және ішкі кернеуді жою мүмкіндігімен сипатталады.Соңғы жылдары лазерлік күйдіру технологиясы жартылай өткізгіштерді өңдеу өнеркәсібінде интегралды микросхемалардың интеграциясын айтарлықтай жақсарта алатын жаңа процесс болды.

4. Лазерлік соққыны күшейту

Лазерлік соққыны күшейту технологиясы - бұл металл материалдардың шаршауға, тозуға төзімділігін және коррозияға төзімділігін жақсарту үшін күшті лазер сәулесінен туындаған плазмалық соққы толқынын қолданатын жаңа және жоғары технология.Оның көптеген көрнекті артықшылықтары бар, мысалы, жылу әсер ететін аймақ жоқ, жоғары энергия тиімділігі, ультра жоғары кернеу жылдамдығы, күшті бақылау және керемет күшейту әсері.Сонымен қатар, лазерлік соққыны күшейту тереңірек қалдық қысу кернеуі, жақсы микроқұрылым мен беттің тұтастығы, жақсы термиялық тұрақтылық және ұзақ қызмет ету сипаттамаларына ие.Соңғы жылдары бұл технология қарқынды дамуға қол жеткізді және аэроғарыштық, ұлттық қорғаныс пен әскери өнеркәсіпте және басқа салаларда үлкен рөл атқарды.Сонымен қатар, жабын негізінен дайындаманы лазердің күйіп қалуынан қорғау және лазер энергиясын сіңіруді жақсарту үшін қолданылады.Қазіргі уақытта жиі қолданылатын жабын материалдары қара бояу және алюминий фольга болып табылады.

Лазерлік пилинг (LP), сондай-ақ лазерлік соққылау (LSP) ретінде белгілі, беттік инженерия саласында қолданылатын процесс, яғни тозуға төзімділікті жақсарту үшін материалдарда қалдық кернеулерді жасау үшін импульстік жоғары қуатты лазер сәулелерін пайдалану. (мысалы, тозуға төзімділік және шаршауға төзімділік) материал беттерінің немесе материалдардың бетінің қаттылығын арттыру үшін материалдардың жұқа кесінділерінің беріктігін жақсарту.

Көптеген материалдарды өңдеу қолданбаларынан айырмашылығы, LSP қалаған әсерге жету үшін термиялық өңдеу үшін лазер қуатын пайдаланбайды, бірақ механикалық өңдеу үшін сәулелік әсерді пайдаланады.Жоғары қуатты лазер сәулесі жоғары қуатты қысқа импульспен мақсатты дайындаманың бетіне әсер ету үшін қолданылады.

Жарық сәулесі металл дайындамаға әсер етеді, дайындаманы дереу жұқа плазмалық күйге келтіреді және дайындамаға соққы толқыны қысымын жасайды.Кейде металдың булануын ауыстыру үшін дайындамаға жұқа мөлдір емес қаптама материалы қосылады.Қысым түсіру үшін плазманы (әдетте су) алу үшін басқа мөлдір қаптама материалдары немесе инерциялық интерференциялық қабаттар қолданылады.

Плазма соққы толқынының әсерін тудырады, соққы нүктесінде дайындама бетінің микроқұрылымын өзгертеді, содан кейін металдың кеңеюі мен қысылуының тізбекті реакциясын тудырады.Бұл реакция нәтижесінде пайда болатын терең қысу кернеуі компоненттің қызмет ету мерзімін ұзартуы мүмкін.

5. Лазерлік легирлеу

Лазерлік легирлеу - бұл авиациялық материалдардың әртүрлі қызмет көрсету шарттарына және жоғары энергия тығыздығы лазер сәулесінің қыздыру және конденсация жылдамдығының сипаттамаларына сәйкес құрылымдық бөліктердің бетіне аморфты нанокристалды арматураланған кермет композиттік жабындарын дайындау үшін қолданылатын жаңа бетті модификациялау технологиясы, сондықтан авиациялық материалдардың беттік модификациясының мақсатына жету үшін.Лазерлік легирлеу технологиясымен салыстырғанда, лазерлік қаптау технологиясы субстраттың балқытылған бассейнге шағын сұйылту қатынасының, шағын жылу әсер ету аймағының, дайындаманың аз термиялық деформациясының және лазерлік қаптамамен өңдеуден кейін дайындаманың шағын сынық жылдамдығының сипаттамаларына ие.Лазерлік қаптау материалдардың беткі қасиеттерін айтарлықтай жақсартады және тозған материалдарды жөндеуге мүмкіндік береді.Ол жоғары тиімділік, жылдам жылдамдық, жасыл қоршаған ортаны қорғау және ластанусыз және өңдеуден кейін дайындаманың жақсы жұмыс істеу сипаттамаларына ие.

бетін өңдеу26. Лазерлік қаптау

Лазерлік қаптау технологиясы сонымен қатар беттік инженерияның даму бағыты мен деңгейін білдіретін бетті модификациялаудың жаңа технологияларының бірі болып табылады.Лазерлік қаптау технологиясы жабын мен субстрат арасындағы ластанусыз және металлургиялық комбинацияның артықшылықтарына байланысты титан қорытпаларының беттік модификациясының зерттеу нүктесіне айналды.Лазерлік қаптау керамикалық жабын немесе керамикалық бөлшектермен күшейтілген композиттік жабын титан қорытпасының бетінің тозуға төзімділігін жақсартудың тиімді әдісі болып табылады.Нақты жұмыс жағдайларына сәйкес тиісті материал жүйесін таңдаңыз және лазерлік қаптау технологиясы ең жақсы технологиялық талаптарға қол жеткізе алады.Лазерлік қаптау технологиясы әртүрлі істен шыққан бөлшектерді жөндеуге болады, мысалы, аэромотор қалақтары.

Лазерлік бетті легирлеу мен лазерлік бетті қаптау арасындағы айырмашылық мынада: лазерлік бетті легирлеу - бұл легирленген қабатты қалыптастыру үшін сұйық күйде қосылған қоспа элементтері мен субстраттың беткі қабатын толығымен араластыру;Лазерлік бетті қаптау - бұл барлық алдын ала жабынды балқыту және субстрат бетін микробалқыту, осылайша қаптама қабаты мен субстрат материалы металлургиялық комбинацияны құрайды және қаптама қабатының құрамын негізінен өзгеріссіз қалдырады.Лазерлік легирлеу және лазерлік қаптау технологиясы негізінен титан қорытпаларының беткі тозуға төзімділігін, коррозияға төзімділігін және сорттық төзімділігін жақсарту үшін қолданылады.

Қазіргі уақытта лазерлік қаптау технологиясы металл беттерін жөндеу және модификациялауда кеңінен қолданылады.Дегенмен, дәстүрлі лазерлік қаптаманың икемді өңдеудің, арнайы пішінді жөндеудің, пайдаланушы анықтайтын қоспаның және т.б. артықшылықтары мен сипаттамаларына ие болғанымен, оның жұмыс тиімділігі төмен және ол әлі де кең ауқымды жылдам өндіру мен өңдеудің талаптарына жауап бере алмайды. кейбір өндіріс орындары.Жаппай өндірістің қажеттіліктерін қанағаттандыру және қаптаманың тиімділігін арттыру үшін жоғары жылдамдықты лазерлік қаптау технологиясы пайда болды.

Жоғары жылдамдықты лазерлік қаптау технологиясы ықшам және ақаусыз қаптау қабатын жүзеге асыра алады.Қаптау қабатының беткі сапасы ықшам, астармен металлургиялық байланыс, ашық ақаулар жоқ, беті тегіс.Оны тек айналмалы денеде ғана емес, сонымен қатар жазықтықта және күрделі бетінде де өңдеуге болады.Үздіксіз техникалық оңтайландыру арқылы бұл технология көмірде, металлургияда, теңіз платформаларында, қағаз жасауда, азаматтық техникада, автомобильдерде, кемелерде, мұнай, аэроғарыш өнеркәсібінде кеңінен қолданыла алады және дәстүрлі гальваникалық технологияны алмастыра алатын жасыл қайта өңдеу процесіне айналуы мүмкін.

7. Лазерлік ою

Лазерлік гравюра - бұл жоғары энергиялы лазер сәулесін материал бетіне шығару үшін CNC технологиясын қолданатын және материал бетінде айқын үлгілерді шығару үшін лазермен жасалған жылу әсерін пайдаланатын лазерлік өңдеу процесі.Лазерлік гравюраның сәулеленуі кезінде өңдеу материалдарын балқытудың және газдандырудың физикалық денатурациясы лазерлік гравировкаға өңдеу мақсаттарына жетуге мүмкіндік береді.Лазерлік гравюра дегеніміз - затқа сөздерді лазермен ойып жазу.Бұл технологиямен ойылған сөздерде сызат жоқ, заттың беті тегіс және тегіс, қолжазба тозбайды.Оның ерекшеліктері мен артықшылықтары мыналарды қамтиды: қауіпсіз және сенімді;Нақты және мұқият, дәлдік 0,02 мм жетуі мүмкін;Өңдеу кезінде қоршаған ортаны және материалдарды үнемдеу;Шығару сызбалары бойынша жоғары жылдамдықты, жоғары жылдамдықты гравюра;Төмен құны, өңдеу санымен шектелмейді және т.б.

бетін өңдеу3

8. Лазерлік 3D басып шығару

Процесс лазерді қаптау технологиясын қолданады, ол қарапайым затты немесе қорытпа ұнтағын тікелей балқыту үшін саптама арқылы тасымалданатын ұнтақ ағынын сәулелендіру үшін лазерді пайдаланады.Лазер сәулесі кеткеннен кейін қорытпаның тез прототипін жасау үшін қорытпа сұйықтығы тез қатып қалады.Қазіргі уақытта ол өнеркәсіптік модельдеу, машина жасау, аэроғарыш, әскери, сәулет, кино және теледидар, тұрмыстық техника, жеңіл өнеркәсіп, медицина, археология, мәдениет және өнер, мүсін, зергерлік және басқа салаларда кеңінен қолданылады.

бетін өңдеу4

9. Лазерлік бетті өңдеудің және қайта өңдеудің типтік өнеркәсіптік қолданулары

Қазіргі уақытта бетті лазермен өңдеу және қоспаларды өндіру технологиялары, процестері мен жабдықтары металлургияда, тау-кен машиналарында, қалыптарда, мұнай энергетикасында, аппараттық құралдарда, теміржол транзитінде, аэроғарыш, машина жасау және басқа салаларда кеңінен қолданылады.

 

10. Лазерлік гальвания технологиясын қолдану

Лазерлік гальваника - бұл микроэлектрондық құрылғыларды және кең ауқымды интегралды схемаларды өндіру және жөндеу үшін үлкен маңызы бар жаңа жоғары энергиялы сәулелік электропластикалық технология.Қазіргі уақытта лазерлік электроплантация, лазерлік абляция, плазмалық лазерді тұндыру және лазерлік ағын принципі әлі де зерттеліп жатқанымен, олардың технологиялары қолданылды.Үздіксіз лазер немесе импульстік лазер гальваникалық ваннадағы катодтың бетін сәулелендіргенде, металдың шөгу жылдамдығын айтарлықтай жақсартуға ғана емес, сонымен қатар компьютерді лазер сәулесінің траекториясын басқару үшін пайдаланылуы мүмкін. күтілетін күрделі геометрия.

Лазерлік жабындыларды тәжірибеде қолдану негізінен келесі екі сипаттамаға негізделген:

(1) Лазерлік сәулелену аймағындағы жылдамдық корпустағы гальвания жылдамдығынан әлдеқайда жоғары (шамамен 103 есе);

(2) Лазердің басқару қабілеті күшті, ол материалдың қажетті бөлігін металдың қажетті мөлшерін тұндыруы мүмкін.Кәдімгі гальванизация бүкіл электрод астарында орын алады, ал гальвания жылдамдығы баяу, сондықтан күрделі және ұсақ үлгілерді қалыптастыру қиын.Лазерлік электропластика лазер сәулесін микрометр өлшеміне реттей алады және микрометр өлшемі бойынша экрандалмаған трассаны жүргізе алады.Микроэлектрондық коннектордың құрамдас бөліктерінде схеманы құрастыру, схеманы жөндеу және жергілікті тұндыру үшін жоғары жылдамдықты бейнелеудің бұл түрі барған сайын практикалық болып келеді.

Кәдімгі электроплантациямен салыстырғанда оның артықшылықтары:

(1) 1 μ М/с дейін лазерлік алтынмен қаптау, 10 μ М/с дейін лазерлік мыс жалату, 12 μ М/с дейін лазерлік реактивті алтынмен қаптау, 50 ге дейін лазерлік реактивті мыс жалату сияқты жылдам тұндыру жылдамдығы μ м/с;

(2) Металл шөгінділері тек лазерлік сәулелену аймағында болады және жергілікті тұндыру жабындарын қорғау шараларынсыз алуға болады, осылайша өндіріс процесін жеңілдетеді;

(3) жабынның адгезиясы айтарлықтай жақсарды;

(4) Автоматты басқаруды жүзеге асыру оңай;

(5) бағалы металдарды үнемдеу;

(6) Жабдық инвестициясын және өңдеу уақытын үнемдеңіз.

Үздіксіз лазер немесе импульсті лазер электропландау ваннасындағы катод бетін сәулелендіргенде, металдың шөгу жылдамдығын айтарлықтай жақсартуға ғана емес, сонымен қатар компьютер күтілетін кешенмен қорғалмаған жабынды алу үшін лазер сәулесінің қозғалыс жолын басқара алады. геометрия.Лазерлік ағынды күшейтілген электропластинаның қазіргі жаңа технологиясы лазер мен қаптау ерітіндісі бір уақытта катод бетіне түсіре алатындай етіп, лазермен жақсартылған гальвания технологиясын гальваникалық ерітінді бүркуімен біріктіреді, ал массаны тасымалдау жылдамдығы масса беру жылдамдығынан әлдеқайда жылдам. лазерлік сәулеленуден туындаған микро араластыру, осылайша өте жоғары тұндыру жылдамдығына қол жеткізу.

бетін өңдеу5

Болашақ даму және инновация

Болашақта бетті лазерлік өңдеу мен қоспаларды өндіруге арналған жабдықтың даму бағытын келесідей қорытындылауға болады:

·Жоғары тиімділік – заманауи өнеркәсіптің жылдам өндірістік ырғағына жауап беретін жоғары өңдеу тиімділігі;

·Жоғары өнімділік – жабдықтың әртараптандырылған функциялары бар, тұрақты өнімділігі бар және әртүрлі жұмыс жағдайларына жарамды;

·Жоғары интеллект – интеллект деңгейі үнемі жетілдіріліп отырады, қолмен араласу аз;

·Төмен құн – жабдық құны бақыланады, ал шығын материалдарының құны төмендейді;

· Теңшеу – жабдықты жеке теңшеу, сатудан кейінгі нақты қызмет көрсету,

·Ал комбинация – лазерлік технологияны дәстүрлі өңдеу технологиясымен біріктіру.


Жіберу уақыты: 17 қыркүйек 2022 ж

  • Алдыңғы:
  • Келесі: