Com un tecnologia d'alta tecnologia, tecnologia làser s'ha aplicat en gairebé tots els àmbits de la vida. La tecnologia de processament làser fa referència a diverses tecnologies avançades de processament de materials que utilitzen raigs làser d'alta densitat d'energia com a mitjà per canviar la forma o les propietats dels materials mitjançant interaccions físiques i químiques entre els raigs làser i els materials. El processament làser implica múltiples disciplines com la física làser, els materials, l'electrònica, la maquinària i la transferència de calor d'enginyeria, i integra múltiples tecnologies com ara làser, fabricació, control i aplicació informàtica. S'ha convertit en una tecnologia de fabricació avançada típica que creua múltiples disciplines i integra múltiples tecnologies. El processament làser té les característiques de sense contacte, sense contaminació, petita àrea afectada per la calor, alta precisió de processament i processament d'àrea opcional, i és insubstituïble per altres mètodes de fabricació en condicions de processament específiques. Per tant, la tecnologia làser s'ha aplicat en moltes indústries.

A causa de les característiques de la seva pròpia aplicació i la complexitat de l'objecte de treball, la maquinària agrícola, especialment els mètodes de disseny i processament endarrerits en la indústria de fabricació de maquinària agrícola, té poques innovacions, cicles llargs de desenvolupament de nous productes, costos elevats, qualitat de fabricació bruta, i una vida del producte relativament curta. Per millorar enèrgicament la tecnologia de fabricació de maquinària agrícola i desenvolupar-la en paral·lel amb altres indústries de fabricació de maquinària, és necessari augmentar l'aplicació de tecnologies de fabricació avançades com el làser en la fabricació agrícola i millorar el nivell de tecnologia de producció moderna de la fabricació de maquinària agrícola. empreses.

Aplicació del prototipat ràpid làser en la fabricació de maquinària agrícola:

La tecnologia de prototipat ràpid és un terme general per a la tecnologia de producció ràpida de mostres o peces directament basades en models CAD. Integra èxits científics i tecnològics moderns com la tecnologia CAD, la tecnologia CNC, la tecnologia làser i la tecnologia dels materials, i és una part important de la tecnologia de fabricació avançada. Pot materialitzar de manera automàtica, directa, ràpida i precisa idees de disseny en prototips amb determinades funcions o fabricar directament peces basades en models CAD (models electrònics) i generar gairebé qualsevol peça complexa sense motlles i eines, solucionant el problema de l'acoblament ràpid des del disseny fins al fabricació. Per tant, aquesta tecnologia pot avaluar i modificar ràpidament els dissenys de productes, escurçar eficaçment el cicle d'R+D del producte, reduir els costos de desenvolupament, satisfer els requisits del mercat cada cop més competitiu actual per al desenvolupament ràpid i la fabricació ràpida de nous productes i millorar la competitivitat dels productes i el mercat. competitivitat integral de les empreses.

La sinterització selectiva per làser és un dels mètodes de procés importants en la fabricació de prototips ràpids. Aquesta tecnologia utilitza el principi d'afegir materials capa per capa per tallar i dividir el model sòlid tridimensional per generar un camí d'escaneig per a la sinterització làser; després, el raig làser s'escaneja al llarg del camí d'escaneig mitjançant un escàner làser xY per sinteritzar i assimilar el mateix material en pols corporal (com pols de plàstic, pols de niló, cera, ceràmica o), pols barrejada de metall i aglutinant o pols metàl·lica, etc capa per capa. Després de la sinterització i l'apilament capa per capa, finalment es forma la peça tridimensional necessària. Aquest mètode de fabricació té les característiques de velocitat de conformació ràpida, alta precisió, bona qualitat superficial, postprocessament senzill i estalvi de temps. És una tecnologia vital i ha creat un nou mètode per al desenvolupament de la tecnologia de fabricació.

El procés de producció de maquinària agrícola té les seves pròpies característiques. La majoria de les peces tenen formes complexes, com ara maquinària de conreu, maquinària de preparació del terreny i maquinària de recol·lecció. A més, hi ha moltes superfícies corbes complexes, com ara la superfície corbada del cos de l'arada, la fulla rotativa del timón, l'impulsor de la bomba d'aigua i el cargol d'alimentació, etc., i les seves formes s'han d'ajustar en conseqüència segons la situació de producció específica. Per tant, el desenvolupament d'aquestes peces de maquinària agrícola amb mètodes tradicionals de processament mecànic no només requereix molt de temps i una tecnologia de processament complexa, sinó que també és difícil aconseguir l'efecte desitjat. L'ús de la tecnologia integrada de prototipatge ràpid làser avançat no només escurça molt el cicle de desenvolupament de nous productes i redueix els costos de desenvolupament, sinó que també millora la qualitat de fabricació respecte als mètodes de fabricació tradicionals.

Aplicació d'enfortiment de superfícies làser i tractament tèrmic:

Tecnologia d'enfortiment de superfícies i tractament tèrmic amb làser és un nou tipus de tecnologia de tractament de superfícies de materials desenvolupat en els últims 20 anys. El principi de la tecnologia de reforç de la superfície làser és utilitzar les característiques de la forta capacitat de penetració del làser. Quan la superfície metàl·lica s'escalfa a una temperatura de transició crítica just per sota del punt de fusió, la seva superfície s'austenitza ràpidament, i després es refreda i s'apaga ràpidament, i la superfície metàl·lica s'enforteix ràpidament. L'enfortiment de la superfície del làser i el tractament tèrmic es poden dividir en tres categories: en primer lloc, el metall no es fon quan s'irradia el làser, però l'estructura canvia. Aquest tipus de procés és principalment l'enduriment per canvi de fase làser (apagat per làser); en segon lloc, el metall es fon quan s'irradia el làser i l'estructura canvia després del refredament o s'afegeixen altres elements per millorar les propietats de la superfície, com ara la fusió làser, l'aliatge làser, l'amorfització làser i la microcristal·lització; en tercer lloc, la superfície metàl·lica es vaporitza quan s'irradia el làser, provocant així un canvi en l'estructura. Aquest tipus de procés és principalment l'enduriment per xoc làser. La base teòrica comuna dels diversos processos de tractament tèrmic amb làser esmentats anteriorment és la llei d'interacció entre làser i matèria i el seu comportament metal·lúrgic.

El tractament tèrmic per làser és el desenvolupament i complement de la tecnologia tradicional de tractament tèrmic. Pot resoldre els problemes d'enfortiment del material que altres mètodes de tractament de superfícies no poden resoldre o són difícils de resoldre. Després del tractament amb làser, la resistència superficial de la capa de fosa pot arribar a HRC60 o superior, i la duresa superficial de l'acer de carboni mitjà, d'alt carboni i d'acer aliat pot arribar a HRC70 o superior, millorant així la seva resistència al desgast, resistència a la fatiga, resistència a la corrosió i oxidació. resistència i allargant la seva vida útil.

El tractament tèrmic làser s'utilitza àmpliament a la indústria de l'automòbil. Gairebé totes les parts clau de molts vehicles (com el bloc de cilindres, la camisa de cilindres, el cigonyal, l'arbre de lleves, la vàlvula d'escapament, el seient de la vàlvula o l'anell del pistó, etc.) es poden tractar amb tractament tèrmic làser HJ. De la mateixa manera, les locomotores agrícoles també s'han d'utilitzar àmpliament. En la producció agrícola, les condicions de treball de les màquines són variades. Algunes màquines (arades, conreadores, sembradores i recol·lectores) treballen directament en mitjans abrasius, fent que moltes peces es desgastin ràpidament. D'altra banda, per obtenir una resistència suficient, el consum de material de la màquina és gran, que no només malbarata materials sinó que també sembla voluminós. Per a aquestes peces, la duresa després del tractament d'enduriment per làser és d'un 5% a un 20% més gran que la de l'extinció convencional. L'aliatge làser pot seleccionar nous materials per formar una nova capa d'aliatge en funció del substrat per obtenir un rendiment satisfactori. A més, a causa del rendiment millorat després del tractament, es poden seleccionar substrats de baix rendiment, reduint així la massa del substrat.

Aplicació del làser a la reparació de peces de maquinària agrícola:

Revestiment làser (També conegut com fusió per làser) és una nova tecnologia de modificació de superfícies. Afegeix material de revestiment a la superfície del substrat i utilitza un feix làser d'alta densitat d'energia per fondre'l juntament amb una capa fina a la superfície del substrat per formar una capa de revestiment de farciment que s'uneix metal·lúrgicament a la superfície del substrat. . Atès que el revestiment làser pot revestir materials d'alt punt de fusió a la superfície de substrats de baix punt de fusió, i la composició dels materials no està limitada per les condicions termodinàmiques habituals de la metal·lúrgia d'aliatges. Per tant, la gamma de materials de revestiment utilitzats és força àmplia, incloent-hi aliatges a base de níquel, cobalt, aliatges a base de ferro, materials d'aliatge compostos de carbur i materials ceràmics. Entre ells, el revestiment làser de materials d'aliatge i materials compostos de carbur és relativament madur i s'ha posat en pràctica. A causa del procés d'escalfament ràpid gairebé adiabàtic generat per l'alta densitat d'energia del feix làser, el revestiment làser té menys impacte tèrmic sobre el substrat i provoca menys deformació. El control de l'energia d'entrada del làser també pot limitar la dilució del substrat a un nivell molt baix (menys del 10%), mantenint així l'excel·lent rendiment del material de revestiment original.

Per tant, la tecnologia de revestiment làser pot millorar la resistència al desgast i la resistència a la corrosió de la superfície del material, i s'utilitza principalment per reparar peces després del desgast i millorar el rendiment de les peces de nova fabricació. Per a peces importants (com les revestiments de cilindres i els pistons de la maquinària agrícola), a causa de la gran càrrega de treball, l'alta temperatura, l'alta pressió, l'erosió i els diferents graus de fricció, la quantitat de desgast és molt gran i les peces s'han de desballestar i substituir. regularment. Per a la maquinària de conreu, la maquinària de preparació de la terra i la maquinària de recol·lecció (com ara arades, conreadors, sembradores i recol·lectores), el desgast local és molt ràpid durant l'operació i les peces es desballen a causa dels danys locals. Per tal d'augmentar la vida útil de les peces, els treballs de reparació són de gran importància. El processament làser té l'avantatge únic de l'efecte selectiu, i el revestiment làser pot reparar fàcilment les peces desgastades, de manera que les peces no es desballestin a causa de danys locals, milloren la fiabilitat i la vida útil de les peces i aconsegueixen de nou millors requisits de rendiment amb el cost d'inversió més baix. . A més, la reparació de motlles amb làsers pot augmentar molt la vida dels motlles, i no està limitada per la forma i la mida. També s'ha de promoure i adoptar enèrgicament en la fabricació de maquinària agrícola.

Diverses reflexions sobre l'aplicació de la tecnologia làser en la fabricació de maquinària agrícola:

1. La tecnologia de processament làser s'ha promogut enèrgicament en moltes indústries, i la seva aplicació en la fabricació de maquinària agrícola també és imprescindible. No obstant això, la selecció de tipus de processament i l'ús de làsers han de partir de les bases. Només quan aquest mètode de processament avançat es domina completament, es pot millorar millor el procés tradicional i posar en joc els avantatges de les noves tecnologies. La tecnologia de processament làser integra èxits científics i tecnològics moderns, com ara tecnologia CAD, tecnologia CNC, tecnologia làser i tecnologia de materials, i la tecnologia cobreix una àmplia gamma. Per tant, quan les empreses de maquinària agrícola es dediquen a projectes de fabricació làser, han d'analitzar les seves pròpies condicions i necessitats, consultar altres empreses de maquinària, identificar la direcció, trobar el punt de combinació, procedir pas a pas i evitar l'anomenat "un- pas”. Com que la tecnologia de processament làser es desenvolupa molt ràpidament, cap empresa pot aconseguir-ho en un sol pas.
2. L'aplicació de la tecnologia de processament làser a la fabricació de maquinària agrícola s'ha popularitzat gradualment a tot el món, principalment perquè la indústria està impressionada per l'aplicació de la tecnologia làser i els seus efectes reals. A més, el motiu de la manca d'adopció de la tecnologia làser abans era que hi havia una publicitat insuficient de la tecnologia làser i la manca de pràctica. Per tant, les empreses de maquinària agrícola haurien d'introduir i absorbir els resultats de la investigació científica madura en la producció industrial tan aviat com sigui possible, fer un bon ús dels centres de processament làser multifuncionals que s'han establert a la indústria i fer-los servir més empreses de maquinària agrícola.
3. En els darrers anys, la tecnologia de fabricació de làsers d'alta potència i equips auxiliars s'ha millorat cada cop més, i la seva teoria bàsica i la seva tecnologia de producció han esdevingut cada cop més madures. En comparació amb altres equips de processament, el preu dels làsers d'alta potència no és molt elevat. Per tant, l'aplicació de la tecnologia de processament làser en la fabricació de maquinària agrícola té determinades condicions externes. A més, amb el ràpid desenvolupament de la industrialització agrícola, la força de les empreses de fabricació agrària s'ha millorat significativament i els requisits de qualitat del producte s'han fet cada cop més alts, la qual cosa proporciona motivació interna i condicions per a l'aplicació de la tecnologia de processament làser en maquinària agrícola. fabricació. Per tant, l'aplicació de la tecnologia de processament làser en la fabricació de maquinària agrícola està actualment en marxa. Es pot predir que la introducció de la tecnologia de processament làser millorarà molt el nivell de fabricació de maquinària agrícola.