Като високотехнологични технологии, лазерна технология се прилага в почти всички сфери на живота. Технологията за лазерна обработка се отнася до различни усъвършенствани технологии за обработка на материали, които използват лазерни лъчи с висока енергийна плътност като средство за промяна на формата или свойствата на материалите чрез физически и химични взаимодействия между лазерни лъчи и материали. Лазерната обработка включва множество дисциплини като лазерна физика, материали, електроника, машини и инженерингов пренос на топлина и интегрира множество технологии като лазер, производство, контрол и компютърно приложение. Това се превърна в типична усъвършенствана производствена технология, която пресича множество дисциплини и интегрира множество технологии. Лазерната обработка има характеристиките на безконтактно, без замърсяване, малка засегната от топлина площ, висока точност на обработка и опционална обработка на площта и е незаменима от други производствени методи при специфични условия на обработка. Поради това лазерната технология се прилага в много индустрии.

Поради характеристиките на собственото си приложение и сложността на работния обект, селскостопанските машини, особено изостаналите методи на проектиране и обработка в производството на селскостопански машини, имат малко иновации, дълги цикли на разработване на нови продукти, високи разходи, грубо качество на производство, и относително кратък живот на продукта. За да се подобри енергично технологията на производство на селскостопански машини и да се развие паралелно с други индустрии за производство на машини, е необходимо да се увеличи прилагането на модерни производствени технологии като лазер в селскостопанското производство и да се подобри съвременното ниво на производствена технология на производството на селскостопански машини предприятия.

Приложение на лазерното бързо прототипиране в производството на селскостопански машини:

Технологията за бързо създаване на прототипи е общ термин за технологията за бързо производство на проби или части, директно базирани на CAD модели. Той интегрира съвременни научни и технологични постижения като CAD технология, CNC технология, лазерна технология и технология на материалите и е важна част от напредналите производствени технологии. Той може автоматично, директно, бързо и точно да материализира дизайнерски идеи в прототипи с определени функции или директно да произвежда части въз основа на CAD модели (електронни модели) и да генерира почти всякакви сложни части без форми и инструменти, решавайки проблема с бързото свързване от дизайна до производство. Следователно тази технология може бързо да оцени и модифицира дизайна на продукта, ефективно да съкрати цикъла на научноизследователска и развойна дейност на продукта, да намали разходите за разработка, да отговори на изискванията на днешния все по-конкурентен пазар за бързо развитие и бързо производство на нови продукти и да подобри пазарната конкурентоспособност на продуктите и цялостна конкурентоспособност на предприятията.

Лазерното селективно синтероване е един от важните технологични методи при бързото производство на прототипи. Тази технология използва принципа на добавяне на материали слой по слой за нарязване и разделяне на триизмерния солиден модел за генериране на път за сканиране за лазерно синтероване; след това лазерният лъч се сканира по траекторията на сканиране от xY лазерен скенер за синтероване и асимилиране на същия прахообразен материал за тяло (като пластмасов прах, найлонов прах, восък, керамика или), смесен прах от метал и свързващо вещество или метален прах, и т.н. слой по слой. След синтероване и подреждане слой по слой, необходимият триизмерен детайл е окончателно оформен. Този метод на производство има характеристиките на бърза скорост на формоване, висока прецизност, добро качество на повърхността, лесна последваща обработка и спестяване на време. Това е жизненоважна технология и създаде нов метод за развитие на производствената технология.

Производственият процес на селскостопанска техника има свои собствени характеристики. Повечето части имат сложни форми, като машини за обработка на почвата, машини за подготовка на земята и машини за прибиране на реколтата. Освен това има много сложни извити повърхности, като извита повърхност на тялото на плуга, въртящ се нож на въртяща се мотофреза, работно колело на водна помпа и захранващ винт и т.н., и техните форми трябва да бъдат съответно коригирани според конкретната производствена ситуация. Следователно разработването на такива части за селскостопански машини, използващи традиционни методи за механична обработка, не само отнема много време и сложна технология на обработка, но също така е трудно да се постигне желаният ефект. Използването на усъвършенствана интегрирана технология за лазерно бързо създаване на прототипи не само значително съкращава цикъла на разработка на нови продукти и намалява разходите за разработка, но също така подобрява качеството на производството в сравнение с традиционните методи на производство.

Приложение на лазерно повърхностно укрепване и термична обработка:

Технология за лазерно повърхностно укрепване и термична обработка е нов тип технология за повърхностна обработка на материали, разработена през последните 20 години. Принципът на технологията за лазерно повърхностно укрепване е да се използват характеристиките на силната проникваща способност на лазера. Когато металната повърхност се нагрее до критична температура на преход точно под точката на топене, нейната повърхност бързо се аустенизира и след това бързо се самоохлажда и охлажда и металната повърхност бързо се укрепва. Лазерното повърхностно укрепване и топлинна обработка могат да бъдат разделени на три категории: Първо, металът не се топи, когато лазерът е облъчен, но структурата се променя. Този тип процес е основно лазерно закаляване с промяна на фазата (лазерно закаляване); второ, металът се топи, когато лазерът се облъчва и структурата се променя след охлаждане или се добавят други елементи за подобряване на повърхностните свойства, включително лазерно топене, лазерно легиране, лазерна аморфизация и микрокристализация; трето, металната повърхност се изпарява, когато лазерът е облъчен, като по този начин причинява промяна в структурата. Този тип процес е основно лазерно ударно втвърдяване. Общата теоретична основа на гореспоменатите различни процеси на лазерна термична обработка е законът за взаимодействие между лазера и материята и неговото металургично поведение.

Лазерната топлинна обработка е развитие и допълнение към традиционната технология за топлинна обработка. Той може да реши проблемите с укрепването на материала, които другите методи за повърхностна обработка не могат да решат или са трудни за решаване. След лазерно третиране, повърхностната якост на леярския слой може да достигне HRC60 или повече, а повърхностната твърдост на средно въглеродна, високовъглеродна стомана и легирана стомана може да достигне HRC70 или повече, като по този начин подобрява неговата устойчивост на износване, устойчивост на умора, устойчивост на корозия и окисляване устойчивост и удължаване на експлоатационния му живот.

Лазерната топлинна обработка се използва широко в автомобилната индустрия. Почти всички ключови части на много превозни средства (като цилиндров блок, цилиндрова обвивка, колянов вал, разпределителен вал, изпускателен клапан, седло на клапан или бутален пръстен и т.н.) могат да бъдат обработени с топлинна обработка с HJ лазер. По същия начин селскостопанските локомотиви също трябва да бъдат широко използвани. В селскостопанското производство условията на работа на машините са разнообразни. Някои машини (плугове, култиватори, сеялки и комбайни) работят директно в абразивна среда, което води до бързо износване на много части. От друга страна, за да се получи достатъчна здравина, разходът на материал на машината е голям, което не само губи материали, но и изглежда обемисто. За такива части твърдостта след лазерно закаляване е с 5% до 20% по-висока от тази при конвенционалното закаляване. Лазерното легиране може да избере нови материали за образуване на нов слой от сплав на базата на субстрата, за да се получи задоволителна производителност. В допълнение, поради подобрената производителност след третиране, могат да бъдат избрани субстрати с ниска производителност, като по този начин се намалява масата на субстрата.

Приложение на лазера при ремонт на части на селскостопански машини:

Лазерно облицоване (също известен като лазерно топене) е нова технология за модифициране на повърхността. Той добавя облицовъчен материал към повърхността на субстрата и използва лазерен лъч с висока енергийна плътност, за да го разтопи заедно с тънък слой върху повърхността на субстрата, за да образува облицовъчен слой за пълнеж, който е металургично свързан към повърхността на субстрата . Тъй като лазерното покритие може да покрива материали с висока точка на топене върху повърхността на субстрати с ниска точка на топене и съставът на материалите не е ограничен от обичайните термодинамични условия на металургията на сплавите. Следователно гамата от използвани материали за облицовка е доста широка, включително сплави на основата на никел, кобалт, желязо, материали от карбидни композитни сплави и керамични материали. Сред тях лазерното облицоване на легирани материали и карбидни композитни материали е сравнително зряло и е пуснато в практическа употреба. Благодарение на почти адиабатичния бърз процес на нагряване, генериран от високата енергийна плътност на лазерния лъч, лазерното покритие има по-малко термично въздействие върху субстрата и причинява по-малко деформации. Контролирането на входящата енергия на лазера може също така да ограничи разреждането на субстрата до много ниско ниво (по-малко от 10%), като по този начин поддържа отличното представяне на оригиналния облицовъчен материал.

Следователно технологията за лазерно облицоване може да подобри устойчивостта на износване и устойчивостта на корозия на повърхността на материала и се използва главно за ремонт на части след износване и подобряване на производителността на новопроизведени части. За важни части (като цилиндрови втулки и бутала в селскостопански машини), поради голямото работно натоварване, висока температура, високо налягане, ерозия и различни степени на триене, степента на износване е много голяма и частите трябва да бъдат бракувани и заменени редовно. За машини за обработка на почвата, машини за подготовка на земята и машини за прибиране на реколтата (като плугове, култиватори, сеялки и жътварки), локалното износване е много бързо по време на работа и частите се бракуват поради локални повреди. За да се увеличи експлоатационният живот на частите, ремонтните дейности са от голямо значение. Лазерната обработка има уникалното предимство на селективен ефект и лазерното покритие може лесно да ремонтира износени части, така че частите да не се бракуват поради локални повреди, да подобри надеждността и експлоатационния живот на частите и да постигне отново по-добри изисквания за производителност с най-ниски инвестиционни разходи . В допълнение, ремонтът на форми с лазери може значително да увеличи живота на формите и не е ограничен по форма и размер. Той също така трябва да бъде енергично насърчаван и възприет в производството на селскостопански машини.

Няколко мисли относно приложението на лазерната технология в производството на селскостопански машини:

1. Технологията за лазерна обработка е активно насърчавана в много индустрии и нейното приложение в производството на селскостопански машини също е наложително. Изборът на видове обработка и използването на лазери обаче трябва да започне от основите. Само когато този усъвършенстван метод на обработка бъде напълно усвоен, традиционният процес може да бъде подобрен по-добре и предимствата на новите технологии да бъдат използвани. Технологията за лазерна обработка интегрира съвременни научни и технологични постижения като CAD технология, CNC технология, лазерна технология и технология на материалите, като технологията обхваща широк диапазон. Следователно, когато компаниите за селскостопански машини участват в проекти за лазерно производство, те трябва да анализират собствените си условия и нужди, да се консултират с други компании за машини, да идентифицират посоката, да намерят точката на комбиниране, да продължат стъпка по стъпка и да избягват така наречения „едно- стъпка”. Тъй като технологията за лазерна обработка се развива много бързо, никоя компания не може да го постигне наведнъж.
2. Прилагането на лазерна технология за обработка в производството на селскостопански машини постепенно стана популярно в целия свят, главно защото индустрията е впечатлена от прилагането на лазерната технология и нейните действителни ефекти. В допълнение, причината за липсата на приемане на лазерната технология преди беше, че нямаше достатъчно публичност на лазерната технология и липсата на практика. Следователно предприятията за селскостопански машини трябва да въведат и усвоят зрели научни резултати от научните изследвания в промишленото производство възможно най-скоро, да използват добре многофункционалните центрове за лазерна обработка, които са създадени в индустрията, и да ги накарат да обслужват повече предприятия за селскостопански машини.
3. През последните години технологията за производство на високомощни лазери и спомагателно оборудване се подобрява все повече, а основната теория и производствената технология стават все по-зрели. В сравнение с друго обработващо оборудване, цената на лазерите с висока мощност не е много висока. Следователно прилагането на технологията за лазерна обработка в производството на селскостопански машини има определени външни условия. В допълнение, с бързото развитие на индустриализацията на селското стопанство, силата на селскостопанските производствени предприятия е значително увеличена и изискванията за качество на продуктите са станали по-високи и по-високи, което осигурява вътрешна мотивация и условия за прилагане на технологията за лазерна обработка в селскостопанските машини производство. Поради това в момента е налице прилагането на технология за лазерна обработка в производството на селскостопански машини. Може да се предвиди, че въвеждането на технология за лазерна обработка ще подобри значително нивото на производство на селскостопански машини.