Kuten huipputeknologiaa, lasertekniikka on sovellettu lähes kaikilla elämänaloilla. Laserkäsittelyteknologialla tarkoitetaan erilaisia ​​edistyksellisiä materiaalinkäsittelyteknologioita, jotka käyttävät korkean energiatiheyden lasersäteitä keinona muuttaa materiaalien muotoa tai ominaisuuksia lasersäteiden ja materiaalien välisten fysikaalisten ja kemiallisten vuorovaikutusten avulla. Laserkäsittely sisältää useita tieteenaloja, kuten laserfysiikkaa, materiaalit, elektroniikka, koneet ja tekniset lämmönsiirrot, ja integroi useita teknologioita, kuten laserin, valmistuksen, ohjauksen ja tietokonesovelluksen. Siitä on tullut tyypillinen edistynyt valmistustekniikka, joka ylittää useita tieteenaloja ja yhdistää useita teknologioita. Laserkäsittelyllä on kosketukseton, saasteeton, pieni lämpövaikutusalue, korkea prosessointitarkkuus ja valinnainen aluekäsittely, ja se on korvaamaton muilla valmistusmenetelmillä tietyissä käsittelyolosuhteissa. Siksi lasertekniikkaa on sovellettu monilla teollisuudenaloilla.

Oman käyttökohteensa ominaisuuksien ja työkohteen monimutkaisuuden vuoksi maatalouskoneissa, erityisesti maatalouskoneiden valmistusteollisuuden takapajuisissa suunnittelu- ja prosessointimenetelmissä, on vähän innovaatioita, pitkiä uusien tuotekehityssyklejä, korkeat kustannukset, karkea valmistuslaatu, ja tuotteen suhteellisen lyhyt käyttöikä. Maatalouskoneiden valmistusteknologian voimakkaaseen parantamiseen ja sen kehittämiseen rinnakkain muiden konevalmistusteollisuuden toimialojen kanssa on tarpeen lisätä edistyneiden valmistusteknologioiden, kuten laserin, käyttöä maatalousteollisuudessa ja parantaa maatalouskoneiden valmistuksen nykyaikaista tuotantoteknologian tasoa. yrityksille.

Laserpikaprototyyppien käyttö maatalouskoneiden valmistuksessa:

Nopea prototyyppitekniikka on yleinen termi näytteiden tai osien nopean tuotannon teknologialle suoraan CAD-malleihin perustuen. Se yhdistää nykyaikaiset tieteelliset ja teknologiset saavutukset, kuten CAD-, CNC-, laser- ja materiaaliteknologian, ja on tärkeä osa edistynyttä valmistustekniikkaa. Se voi automaattisesti, suoraan, nopeasti ja tarkasti materialisoida suunnitteluideat prototyypeiksi tietyillä toiminnoilla tai valmistaa suoraan CAD-malleihin perustuvia osia (elektronisia malleja) ja tuottaa lähes mitä tahansa monimutkaisia ​​osia ilman muotteja ja työkaluja, mikä ratkaisee nopean telakoinnin ongelman suunnittelusta aina valmistus. Siksi tällä tekniikalla voidaan nopeasti arvioida ja muokata tuotemalleja, lyhentää tehokkaasti tuotteen T&K-sykliä, alentaa kehityskustannuksia, täyttää nykypäivän yhä kilpailtujen markkinoiden vaatimukset uusien tuotteiden nopealle kehitykselle ja nopealle valmistukselle sekä parantaa tuotteiden ja tuotteiden kilpailukykyä markkinoilla. yritysten kokonaisvaltaista kilpailukykyä.

Laserselektiivinen sintraus on yksi tärkeimmistä prosessimenetelmistä nopeassa prototyyppivalmistuksessa. Tämä tekniikka käyttää periaatetta lisätä materiaaleja kerros kerrokselta kolmiulotteisen kiinteän mallin viipalointiin ja osiointiin skannauspolun luomiseksi lasersintrausta varten; sitten lasersäde skannataan skannausreitillä xY-laserskannerilla saman jauhemateriaalin (kuten muovijauheen, nailonjauheen, vahan, keraamisen tai), metallin ja sideaineen tai metallijauheen sekajauheen sintraamiseksi ja assimiloimiseksi, jne. kerros kerrokselta. Sintrauksen ja kerros kerrokselta pinoamisen jälkeen muodostuu lopulta tarvittava kolmiulotteinen työkappale. Tällä valmistusmenetelmällä on nopea muovausnopeus, korkea tarkkuus, hyvä pinnanlaatu, yksinkertainen jälkikäsittely ja ajansäästö. Se on elintärkeä teknologia ja on luonut uuden menetelmän valmistustekniikan kehittämiseen.

Maatalouskoneiden tuotantoprosessilla on omat ominaisuutensa. Useimmat osat ovat muodoltaan monimutkaisia, kuten maanmuokkauskoneet, maanmuokkauskoneet ja sadonkorjuukoneet. Lisäksi on olemassa monia monimutkaisia ​​kaarevia pintoja, kuten auran rungon kaareva pinta, pyörivän ohjausaisan pyörivä terä, vesipumpun siipipyörä ja syöttöruuvi jne., ja niiden muotoja on säädettävä vastaavasti tuotantotilanteen mukaan. Siksi tällaisten maatalouskoneiden osien kehittäminen perinteisillä mekaanisilla työstömenetelmillä ei vain vie kauan ja monimutkaista prosessointitekniikkaa, vaan on myös vaikea saavuttaa haluttua vaikutusta. Edistyneen nopean laserprototyyppien integroidun teknologian käyttö ei ainoastaan ​​lyhennä uusien tuotteiden kehityssykliä ja alentaa kehityskustannuksia, vaan myös parantaa valmistuksen laatua perinteisiin valmistusmenetelmiin verrattuna.

Laserpinnan vahvistuksen ja lämpökäsittelyn käyttö:

Laserpinnanvahvistus- ja lämpökäsittelytekniikka on uudentyyppinen materiaalien pintakäsittelytekniikka, joka on kehitetty viimeisen 20 vuoden aikana. Laserpinnanvahvistustekniikan periaatteena on käyttää laserin vahvan läpäisykyvyn ominaisuuksia. Kun metallipinta kuumennetaan kriittiseen siirtymälämpötilaan juuri sulamispisteen alapuolelle, sen pinta austenitisoituu nopeasti ja sitten nopeasti itsestään jäähtyy ja sammuu, ja metallipinta vahvistuu nopeasti. Laserpinnan vahvistaminen ja lämpökäsittely voidaan jakaa kolmeen kategoriaan: Ensinnäkin metalli ei sula laseria säteilytettäessä, vaan rakenne muuttuu. Tämäntyyppinen prosessi on pääasiassa laserfaasimuutoskarkaisu (laserkarkaisu); toiseksi metalli sulaa, kun laseria säteilytetään, ja rakenne muuttuu jäähdytyksen jälkeen tai muita elementtejä lisätään pintaominaisuuksien parantamiseksi, mukaan lukien lasersulatus, laserseostus, laseramorfisaatio ja mikrokiteytyminen; kolmanneksi metallipinta höyrystyy, kun laseria säteilytetään, mikä aiheuttaa muutoksia rakenteessa. Tämäntyyppinen prosessi on pääasiassa lasershokkikarkaisua. Edellä mainittujen erilaisten laserlämpökäsittelyprosessien yhteinen teoreettinen perusta on laserin ja aineen vuorovaikutuksen laki ja sen metallurginen käyttäytyminen.

Laserlämpökäsittely on perinteisen lämpökäsittelytekniikan kehitys ja täydennys. Se voi ratkaista materiaalivahvistusongelmia, joita muut pintakäsittelymenetelmät eivät pysty ratkaisemaan tai ovat vaikeasti ratkaistavissa. Laserkäsittelyn jälkeen valukerroksen pintalujuus voi saavuttaa HRC60 tai enemmän, ja keskihiilen, korkeahiilisen teräksen ja seosteräksen pintakovuus voi saavuttaa HRC70 tai enemmän, mikä parantaa sen kulutuskestävyyttä, väsymiskestävyyttä, korroosionkestävyyttä ja hapettumista. kestävyyttä ja pidentää sen käyttöikää.

Laserlämpökäsittelyä käytetään laajalti autoteollisuudessa. Lähes kaikki monien ajoneuvojen tärkeimmät osat (kuten sylinterilohko, sylinterivaippa, kampiakseli, nokka-akseli, pakoventtiili, venttiilin istukka tai männänrengas jne.) voidaan käsitellä HJ-laserlämpökäsittelyllä. Samoin maatalouden vetureita tulisi myös käyttää laajasti. Maataloustuotannossa koneiden työolosuhteet vaihtelevat. Jotkut koneet (aurat, kultivaattorit, kylvökoneet ja harvesterit) toimivat suoraan hankaavissa aineissa, jolloin monet osat kuluvat nopeasti. Toisaalta riittävän lujuuden saavuttamiseksi koneen materiaalinkulutus on suuri, mikä ei vain hukkaa materiaaleja, vaan myös näyttää tilaa vieviltä. Tällaisten osien kovuus laserkarkaisukäsittelyn jälkeen on 5–20 % korkeampi kuin tavanomaisessa karkaisussa. Laserlejeeringillä voidaan valita uusia materiaaleja uuden seoskerroksen muodostamiseksi substraatin perusteella tyydyttävän suorituskyvyn saavuttamiseksi. Lisäksi parantuneen suorituskyvyn ansiosta käsittelyn jälkeen voidaan valita matalan suorituskyvyn substraatteja, mikä vähentää substraatin massaa.

Laserin käyttö maatalouskoneiden osien korjauksessa:

Laserpinnoitus (Tunnetaan myös lasersulatus) on uusi pinnanmuokkaustekniikka. Se lisää päällystysmateriaalia substraatin pintaan ja sulattaa sen suuren energiatiheyden lasersäteen avulla ohuen kerroksen kanssa substraatin pinnalle muodostaen täyteainepäällystekerroksen, joka on metallurgisesti sidottu alustan pintaan. . Koska laserpinnoitus voi päällystää korkean sulamispisteen materiaaleja matalan sulamispisteen substraattien pinnalle, ja materiaalien koostumusta eivät rajoita metalliseosmetallurgian tavanomaiset termodynaamiset olosuhteet. Siksi käytettyjen verhousmateriaalien valikoima on melko laaja, mukaan lukien nikkelipohjaiset, kobolttipohjaiset, rautapohjaiset seokset, karbidikomposiittiseosmateriaalit ja keraamiset materiaalit. Niistä metalliseosmateriaalien ja kovametallikomposiittimateriaalien laserpinnoitus on suhteellisen kypsää ja otettu käyttöön käytännössä. Lasersäteen suuren energiatiheyden synnyttämän lähes adiabaattisen nopean kuumennusprosessin ansiosta laserpäällysteellä on vähemmän lämpövaikutusta alustaan ​​ja se aiheuttaa vähemmän muodonmuutoksia. Laserin syöttöenergian säätely voi myös rajoittaa substraatin laimentumisen erittäin alhaiselle tasolle (alle 10 %), mikä säilyttää alkuperäisen verhousmateriaalin erinomaisen suorituskyvyn.

Siksi laserpinnoitustekniikka voi parantaa materiaalipinnan kulutuskestävyyttä ja korroosionkestävyyttä, ja sitä käytetään pääasiassa osien korjaamiseen kulumisen jälkeen ja äskettäin valmistettujen osien suorituskyvyn parantamiseen. Tärkeiden osien (kuten maatalouskoneiden sylinterivaimentimet ja männät) suuren työmäärän, korkean lämpötilan, korkean paineen, eroosion ja erilaisten kitka-asteiden vuoksi kulumismäärä on erittäin suuri, ja osat on romutettava ja vaihdettava säännöllisesti. Maanmuokkauskoneissa, maankäsittelykoneissa ja sadonkorjuukoneissa (kuten aurat, kultivaattorit, kylvökoneet ja harvesterit) paikallinen kuluminen on käytön aikana erittäin nopeaa ja osat romutetaan paikallisten vaurioiden vuoksi. Osien käyttöiän pidentämiseksi korjaustyöllä on suuri merkitys. Laserkäsittelyllä on ainutlaatuinen etu valikoivassa vaikutuksessa, ja laserpäällysteellä voidaan helposti korjata kuluneita osia, jotta osia ei romuteta paikallisten vaurioiden vuoksi, parantaa osien luotettavuutta ja käyttöikää sekä saavuttaa taas paremmat suorituskykyvaatimukset alhaisin investointikustannuksin. . Lisäksi muottien korjaaminen lasereilla voi pidentää muottien käyttöikää huomattavasti, eikä sitä rajoita muoto ja koko. Sitä olisi myös edistettävä voimakkaasti ja otettava käyttöön maatalouskoneiden valmistuksessa.

Useita ajatuksia laserteknologian soveltamisesta maatalouskoneiden valmistukseen:

1. Laserprosessointiteknologiaa on edistetty voimakkaasti monilla teollisuudenaloilla, ja sen soveltaminen maatalouskoneiden valmistukseen on myös välttämätöntä. Prosessointityyppien valinta ja lasereiden käyttö on kuitenkin aloitettava perusteista. Vain kun tämä edistynyt prosessointimenetelmä on täysin hallittu, voidaan perinteistä prosessia parantaa paremmin ja uusien teknologioiden edut tuoda esiin. Laserprosessointiteknologia yhdistää nykyaikaiset tieteelliset ja teknologiset saavutukset, kuten CAD-teknologian, CNC-tekniikan, lasertekniikan ja materiaalitekniikan, ja tekniikka kattaa laajan valikoiman. Siksi maatalouskoneyritysten laservalmistusprojekteissa on analysoitava omat olosuhteet ja tarpeet, konsultoitava muita koneyrityksiä, tunnistettava suunta, löydettävä yhdistelmäkohta, edettävä askel askeleelta ja vältettävä ns. askel”. Koska laserkäsittelyteknologia kehittyy erittäin nopeasti, mikään yritys ei voi saavuttaa sitä yhdellä kertaa.
2. Laserprosessointitekniikan soveltaminen maatalouskoneiden valmistukseen on vähitellen yleistynyt ympäri maailmaa, pääasiassa siksi, että ala on vaikuttunut laserteknologian soveltamisesta ja sen todellisista vaikutuksista. Lisäksi syynä siihen, että laserteknologiaa ei aiemmin otettu käyttöön, oli lasertekniikan riittämätön julkisuus ja käytännön puute. Siksi maatalouskoneyritysten tulee ottaa mahdollisimman pian käyttöön ja omaksua kypsiä tieteellisiä tutkimustuloksia teolliseen tuotantoon, hyödyntää alalle perustettuja monitoimisia laserkäsittelykeskuksia ja saada ne palvelemaan enemmän maatalouskoneyrityksiä.
3. Viime vuosina suuritehoisten lasereiden ja apulaitteiden valmistustekniikkaa on parannettu yhä enemmän, ja sen perusteoria ja tuotantotekniikka ovat kypsyneet. Verrattuna muihin prosessointilaitteisiin suuritehoisten lasereiden hinta ei ole kovin korkea. Siksi laserkäsittelytekniikan soveltamisella maatalouskoneiden valmistuksessa on tietyt ulkoiset olosuhteet. Lisäksi maatalouden teollistumisen nopean kehityksen myötä maatalousteollisuusyritysten vahvuus on parantunut merkittävästi ja tuotteiden laatuvaatimukset ovat nousseet ja korkeammat, mikä tarjoaa sisäisen motivaation ja edellytykset laserkäsittelytekniikan soveltamiselle maatalouskoneissa. valmistus. Siksi laserprosessointiteknologian soveltaminen maatalouskoneiden valmistukseen on tällä hetkellä käytössä. Voidaan ennustaa, että laserkäsittelytekniikan käyttöönotto parantaa huomattavasti maatalouskoneiden valmistustasoa.