Kādas ir virsmas apstrādes ar lāzeru tehnoloģijas, izņemot tīrīšanu ar lāzeru?

Lāzera tehnoloģija jau sen ir pazīstama ar plašo pielietojumu metināšanā, griešanā un marķēšanā. Pēdējo divu gadu laikā, pakāpeniski popularizējot lāzertīrīšanu, lāzera virsmu apstrādes koncepcija ir kļuvusi arvien vairāk uzmanības centrā un parādās cilvēku prātos. Lāzers tiek apstrādāts bezkontakta veidā, ar augstu elastību, lielu ātrumu, bez trokšņa, nelielu nesagraujošu bāzes materiālu siltuma ietekmētajā zonā, bez palīgmateriāliem un vides aizsardzības un zemu oglekļa emisiju.

Papildus lāzera tīrīšanai patiesībā ir daudzas lietojuma kategorijas, piemēram, lāzera pulēšana, lāzera apšuvums, lāzera cietināšana utt. Šīs metodes izmanto, lai mainītu materiāla virsmas specifiskās fizikālās un ķīmiskās īpašības, piemēram, lai virsmai būtu hidrofobiska funkcija, vai izmantojot lāzera impulsus, lai izveidotu nelielas ieplakas, kuru diametrs ir aptuveni 10 mikroni un dziļums ir tikai 1. daži mikroni, lai palielinātu raupjumu, uzlabotu virsmas saķeri un tā tālāk.

Vai papildus lāzera tīrīšanai jūs zināt šādas lāzera virsmas apstrādes metodes?

Lāzera slāpēšana ir viens no risinājumiem sarežģītu detaļu apstrādei ar augstu spriegumu. Tas var palielināt detaļu ar lielu nodilumu, piemēram, sadales vārpstu un liekšanas instrumentu, stresu un pagarināt detaļu kalpošanas laiku.

Tās princips ir pārkārtot oglekļa atomus metāla režģī, karsējot oglekli saturošas sagataves apvalku līdz nedaudz zemākai kušanas temperatūrai (900-1400 grādi, tiek absorbēti 40% no apstarošanas jaudas) , un pēc tam lāzera stars stabilizē sildvirsmu pa padeves virzienu, un apkārtējais materiāls ātri atdziest, lāzera staram kustoties. Metāla režģi nevar atjaunot sākotnējā formā, kā rezultātā veidojas martensīts, kas ievērojami palielina cietību. Oglekļa tērauda ārējā slāņa sacietēšanas dziļums, kas panākts ar lāzera rūdīšanu, parasti ir 01-1,5 mm, un dažiem materiāliem var sasniegt 2,5 mm vai vairāk. Salīdzinot ar tradicionālo dzēšanas metodi, tās priekšrocības ir šādas: 1. Mērķa siltuma padeve ir ierobežota lokālajā apgabalā, tāpēc apstrādes laikā gandrīz nav komponentu deformācijas. Pārstrādāšanas izmaksas var samazināt vai pat pilnībā novērst; 2. To var arī rūdīt sarežģītās ģeometriskās virsmās un precizitātes daļās, kas var realizēt precīzu lokāli ierobežotu funkcionālo virsmu sacietēšanu, kuras nevar dzēst ar tradicionālajām dzēšanas metodēm; 3. Nav izkropļojumu. Tradicionālais rūdīšanas process rada deformāciju, pateicoties lielākai enerģijas ievadei un rūdīšanai, bet lāzera rūdīšanas procesā siltuma padevi var precīzi kontrolēt, pateicoties lāzertehnoloģijai un temperatūras kontrolei. Sastāvdaļas paliek gandrīz sākotnējā stāvoklī; 4. Detaļas cietības ģeometriju var mainīt "lidojumā". Tas nozīmē, ka nav nepieciešams pārveidot optiku/visu sistēmu.

Lāzera pārklāšana ir viena no tehnoloģiskajām metodēm metāla materiālu virsmu modificēšanai. Strukturēšanas procesā lāzeri veido regulāri sakārtotas ģeometrijas slāņos vai substrātos, lai mērķtiecīgi mainītu tehniskās īpašības un attīstītu jaunas funkcijas. Darbības process ir aptuveni lāzera starojuma (parasti īsu lāzera gaismas impulsu) izmantošana, lai atkārtoti ģenerētu regulāri sakārtotas ģeometriskas formas uz virsmas. Lāzera stars kontrolētā veidā izkausē materiālu un, pareizi pārvaldot procesu, sacietē noteiktā struktūrā.

Piemēram, hidrofobās virsmas struktūras ļauj ūdenim noplūst no virsmas. Šo īpašību var panākt, veidojot uz virsmas submikronu struktūras ar ultraīsu impulsu lāzeriem, un veidojamās struktūras var precīzi vadīt, mainot lāzera parametrus. Var panākt arī pretējus efektus, piemēram, hidrofilas virsmas.

Ūdens pilienu lāzers uzlabo virsmas raupjumu, izmantojot saistīto tehnoloģiju.

Lai krāsotu automašīnas paneli, loksnes virsmā jābūt vienmērīgi sadalītām "mikro bedrēm", lai uzlabotu krāsas saķeri, un impulsa lāzera stars, kas fokusē tūkstošiem līdz desmitiem tūkstošu reižu sekundē, krīt uz ruļļa virsmu, veidojot niecīgs kausējuma baseins uz ruļļa virsmas fokusa punktā un mazā kausējuma baseina izpūšana uz sāniem, lai kausējuma baseinā esošais kausējums tiktu nogulsnēts līdz kausējuma baseina malai, cik vien iespējams, veidojot apļveida loku, izliektu saskaņā ar noteiktās prasības. Šie mazie izciļņi un mikrobedri var ne tikai uzlabot materiāla virsmas raupjumu, palielināt krāsas saķeri, bet arī uzlabot materiāla virsmas cietību un pagarināt kalpošanas laiku. Lāzera struktūra rada noteiktas īpašības, piemēram, dažu metālu materiālu berzes īpašības vai elektriskā un siltuma vadītspēja. Turklāt lāzera strukturēšana arī palielina sagataves savienojuma izturību un kalpošanas laiku.

Salīdzinot ar tradicionālajām metodēm, virsmas lāzera strukturēšana ir videi draudzīgāka un tai nav nepieciešami papildu smilšu strūklas līdzekļi vai ķīmiskas vielas. Atkārtojams un precīzs, lāzers sasniedz kontrolētas struktūras līdz pat mikronam, un to ir ļoti viegli atkārtot.

Atkārtojams un precīzs, lāzers sasniedz kontrolētas struktūras līdz pat mikronam, un to ir ļoti viegli atkārtot. Zema apkope, lāzers ir bezkontakta salīdzinājumā ar ātri nodilstošiem mehāniskajiem instrumentiem, tāpēc nav nodiluma. Pēcapstrāde nav nepieciešama, un uz lāzera apstrādātajām daļām nepaliek kausējums vai citi apstrādes atlikumi.

Lāzera rūdīšanu parasti izmanto lāzera krāsošanas virsmu apstrādē, kas pazīstama arī kā lāzera krāsu marķēšana. Procesa princips ir tāds, ka, lāzeram sildot materiālu, metāls tiek lokāli uzkarsēts līdz nedaudz zem tā kušanas temperatūras, un atbilstoši procesa parametriem mainīsies vārtu struktūra. Uz apstrādājamās detaļas virsmas veidosies oksīda slānis, šis plēves slānis zem gaismas starojuma, krītošie gaismas traucējumi liek šajā laikā parādīties dažādas temperamenta krāsas, virsma, ko rada šis burvju krāsu marķēšanas slānis, ar Novērošanas Leņķis mainās, iezīmētais raksts mainīs arī dažādas krāsas.

Šīs krāsas uztur stabilu temperatūru līdz aptuveni 200 grādiem. Augstākā temperatūrā režģis atgriežas sākotnējā stāvoklī - marķējums pazūd. Virsmas kvalitāte paliks neskarta. Tam ir augsta drošības un izsekojamības pakāpe viltošanas novēršanas lietošanā. Pēdējos gados tas ir nobriedis medicīnas tehnoloģiju jomā, un papildus jaunajam melnajam marķējumam, izmantojot ultraīsa impulsa lāzerus, tas ir ļoti piemērots arī produktu identificēšanai, tādējādi panākot unikālu izsekojamību saskaņā ar UDI direktīvu.

Tas ir piedevu ražošanas process, kas piemērots metāla un metālkeramikas jauktiem materiāliem. Tas ļauj izveidot vai modificēt 3D ģeometrijas. Izmantojot šo ražošanas metodi, lāzeru var arī salabot vai pārklāt. Tātad aviācijā turbīnu lāpstiņu remontam tiek izmantota piedevu ražošana. Instrumentu un presformu izgatavošanas jomā ieplaisājušas vai nodilušas malas un funkcionālās virsmas var salabot vai pat daļēji bruņot. Lai novērstu nodilumu un koroziju, energotehnoloģiju vai naftas ķīmijas jomā, pārklājumu gultņu pozīcijas, veltņus vai hidrauliskās sastāvdaļas. Piedevu ražošana tiek izmantota arī automobiļu ražošanā. Šeit tiek modificēts liels skaits komponentu. Parastā lāzera metāla apšuvumā lāzera stars vispirms lokāli uzsilda apstrādājamo priekšmetu un pēc tam veido izkusušo baseinu. Pēc tam smalkais metāla pulveris tiek izsmidzināts tieši izkausētajā baseinā no lāzera apstrādes galvas sprauslas. Ātrgaitas lāzera metāla apšuvuma procesā pulvera daļiņas tiek uzkarsētas gandrīz līdz kušanas temperatūrai virs pamatnes virsmas. Tādējādi pulvera daļiņu izkausēšanai nepieciešams mazāk laika. Iedarbība: ievērojami uzlabo procesa ātrumu. Mazāka termiskā efekta dēļ ar ātrgaitas lāzermetāla apšuvumu iespējams pārklāt arī pret karstumu ļoti jutīgus materiālus, piemēram, alumīniju un čuguna sakausējumus. Ar HS-LMD procesu uz rotācijas simetriskām virsmām var izveidot ļoti augstu virsmas ātrumu līdz 1500 cm²/min. Tajā pašā laikā tiek sasniegts padeves ātrums līdz pat simtiem metru minūtē. Ātri un vienkārši salabojiet dārgas detaļas vai veidnes ar lāzera pulvera lāzera metāla apšuvumu. Lielas un mazas traumas var salabot ātri un gandrīz bez pēdām. Varat arī mainīt dizainu. Tas ietaupa laiku, enerģiju un materiālus. Īpaši dārgiem metāliem, piemēram, niķelim vai titānam, tas ir tā vērts. Tipiski pielietojuma piemēri ir turbīnu lāpstiņas, dažādi virzuļi, vārsti, vārpstas vai presformas.

Tūkstošiem mikrolāzeru (VCsels) ir uzstādīti uz vienas mikroshēmas. Katrs raidītājs ir aprīkots ar 56 šādām mikroshēmām, un moduli veido vairāki raidītāji. Taisnstūrveida starojuma laukums var saturēt miljoniem mikrolāzeru un izvadīt vairākus kilovatus infrasarkanā lāzera jaudas. VCSEL ģenerē gandrīz infrasarkano staru staru kūli ar starojuma intensitāti 100 W/cm² caur lielu virziena taisnstūra staru šķērsgriezuma laukumu. Principā šī tehnoloģija ir piemērota visiem rūpnieciskajiem procesiem, kur nepieciešama precīza virsmas un temperatūras kontrole. Lāzera termiskās apstrādes modulis ir īpaši piemērots augstas precizitātes un elastīgām lielas platības apkures ierīcēm. Salīdzinot ar tradicionālajām apkures metodēm, šis jaunais apkures process piedāvā lielāku elastību, precizitāti un izmaksu ietaupījumu.

Šo tehnoloģiju var izmantot, lai noslēgtu akumulatorus, kas ievietoti maisos, lai novērstu alumīnija folijas saburzīšanu, tādējādi pagarinot akumulatora darbības laiku. To var izmantot arī šūnu alumīnija folijas, fotoinfiltrējošu saules paneļu žāvēšanai un apsildāmu zonu precīzai apstrādei īpašos materiālos, piemēram, tērauda un silīcija plāksnēs.

Lāzera pulēšanas tehnoloģijas mehānisms ir virsmas šaura kausēšana un virsmas pārkausēšana, paļaujoties uz virsmas pārkausēšanu un lāzera pārkausēšanas slāņa atkārtotu sacietēšanu. Kad metāla virsmu apstaro ar pietiekami augstas enerģijas lāzeru, virsma tiek pakļauta noteiktai pārkausēšanai, pārdalīšanai, un, iedarbojoties uz virsmas stiepes spriegumu un gravitāciju, pirms sacietēšanas tiek panākta gluda virsma. Viss kausējuma slāņa biezums ir mazāks par siles augstumu līdz viļņa virsotnei, lai viss izkausētais metāls tiktu iepildīts tuvējā teknē, šī pildījuma dzinējspēks tiek panākts ar kapilāro efektu, un biezāks kausējuma slānis veicinās šķidrā metāla plūsmu uz āru no kausējuma baseina centra. Vadošais spēks ir termiskais kapilārais efekts jeb Markoni efekts, kas to pārdala.

Pielietojuma gadījumi, piemēram, vieglas lielas teleskopa optiskās sastāvdaļas (īpaši liela izmēra un sarežģītas formas spoguļi) no materiāla silīcija karbīda keramikas. RB-SiC kā tipiskam augstas cietības un daudzfāzu materiālam ir sarežģīta virsmas precīzas pulēšanas tehnoloģija un zema efektivitāte. Pārveidojot RB-SiC virsmu, kas iepriekš pārklāta ar Si pulveri ar femtosekundes lāzeru, optisko virsmu ar virsmas raupjumu Sq 4,45 nm var iegūt tikai pēc 4,5 stundu pulēšanas, un pulēšanas efektivitāte ir vairāk nekā 3 reizes augstāka nekā. tiešā slīpēšanas pulēšana. Lāzera pulēšana tiek plaši izmantota arī presformu, CAM un turbīnas lāpstiņu pulēšanai.

Lāzera trieciena stiprināšana, kas pazīstama arī kā lāzerstrāva, ir metāla detaļu virsmas tūlītēja apstarošana ar augstu enerģijas blīvumu, augstu fokusu, īsa impulsa lāzeru (λ=1053nm) un virsmas metālu (vai absorbcijas slāni). Lieljaudas blīvuma lāzera iedarbībā veido plazmas sprādzienu, un sprādziena triecienvilnis tiek pārnests uz metāla detaļu iekšpusi zem ierobežojošā slāņa, tādējādi virsmas graudi rada spiedošu plastisko deformāciju. Detaļu biezākajā virsmā tiek iegūti virsmas stiprināšanas efekti, piemēram, atlikušais spiedes spriegums un graudu izsmalcinātība. Salīdzinot ar tradicionālo mehānisko skrošu strūklu, ir šādas priekšrocības:

1. Spēcīga orientācija: lāzers iedarbojas uz metāla virsmu vadāmā leņķī, un enerģijas pārveidošanas efektivitāte ir augsta, savukārt mehāniskā šāviņa trieciena leņķis ir nejaušs.

2. Liels spēks: momentānais spiediens, ko rada lāzerstrūklas plazma, sasniedz vairākus GPa; Liels jaudas blīvums: lāzera trieciena maksimālā jaudas blīvums sasniedz vairākus līdz desmitus GW/cm2.

3. Laba virsmas integritāte: lāzera triecienam gandrīz nav izsmidzināšanas ietekmes uz virsmu, un pēc mehāniskās skrotis tiek bojāta virsmas topogrāfija un rodas stresa koncentrācija. Maksimālā spiedes sprieguma vērtība pēc lāzera trieciena ir labāka. Virsmas atlikušais spiedes spriegums tiek palielināts par aptuveni 40% ~ 50%, un ievērojami uzlabojas sagataves noguruma kalpošanas laiks, izturība pret augstu temperatūru un lieces veidošanās. Pašlaik to izmanto gaisa kuģu virsmas apstrādē, gaisa kuģu dzinēju virsmas apstrādē un citās jomās.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. ir augsto tehnoloģiju uzņēmums, kas specializējas pētniecībā un attīstībā, automātisko lāzera apšuvuma iekārtu, ātrgaitas lāzerapšuvuma iekārtu, lāzera slāpēšanas iekārtu, lāzermetināšanas iekārtu un lāzera 3D drukas iekārtu ražošanā un pārdošanā. Mūsu produkti ir rentabli un tiek pārdoti gan iekšzemē, gan ārzemēs. Ja jūs interesē mūsu produkti, lūdzu, sazinieties ar mums pa bob@gshenglaser.com.