Tyypillinen lisäainevalmistukseen tarkoitettu laserpäällystyskone koostuu laserlähteestä, käsittelypäästä, numeerisesta ohjauksesta ja kotelosta. Materiaalia voidaan lisätä langan tai jauheen syöttönä. Tarvittava laserteho riippuu materiaalista ja tavoitepinnoitusnopeudesta. Tyypillisesti käytetään 0.5–3 kW:n lähi-infrapunadiodi-, kuitu- tai levylasereita. Tässä esitellyssä koneessa on 680 W:n diodilaser, kuusi itsenäistä liikeakselia ja rakennustilavuus 1000 × 1500 × 1000 mm (L × K × S). Se on varustettu koaksiaalisella jauhepohjaisella käsittelypäällä. Prosessin ohjaamiseen on asennettu pyrometri ja tietokonenäköjärjestelmä (katso kuva 1.1).

Lasersäteen lähteestä alkaen laservalo ohjataan optisen kuidun kautta prosessipäähän. Siellä säde etenee suppenevan linssin läpi, joka kollimoi säteen. Säde heijastuu dikroiittisesta peilistä 45° kulmassa. Peili läpäisee pyrometrin ja kameran aallonpituuden. Yhdistetty prosessi- ja anturisäde kohdistetaan alustalle. Työkappale sulatetaan paikallisesti ja rengasmaisen suuttimen kautta. Suojakaasua ja metallijauhetta lisätään koaksiaalisesti. Prosessipäätä liikuttamalla syntyy hitsauspaloja, jotka voidaan suunnata x- ja y-suunnassa. Tilavuuskertymä syntyy pinoamalla kerroksia ja sulattamalla uudelleen aiemmin painettu materiaali.

Laserpinnoituksella käsiteltäviä materiaaleja on monenlaisia. Päävaatimus on saatavuus jauheena tai lankana käytetystä tekniikasta riippuen. Yksi jauhepohjaisten materiaalien eduista on, että materiaalikoostumusta on helppo muokata (ks. kuva 1.2) (Neef ym. 2019). Myös yhteensopimattomien materiaalien, kuten metallien ja keramiikan, seoksia voidaan valmistaa in situ. Tulostettava, sumutettu metallijauhe voi vaihdella rakenneteräksestä erityisiin nikkelisuperseoksiin, kuten CMSX-4 ja PWA 1426 (Alfred et al. 2018). Lisäksi jauheen massavirran vapaan ohjauksen ansiosta voidaan valmistaa korkearesoluutioisia osia. Sitä vastoin lankapohjaisia ​​laserpinnoitusprosesseja käytetään karkeammissa rakenteissa. Se on puhtaampi prosessi, koska jauheen yliruiskutus menettää vähemmän materiaalia. Yleensä metallilankoja on saatavilla halvemmalla, mutta niiden kiinteällä metallurgisella koostumuksella lisäaineiden muunnelmia voidaan tehdä vain pinnoittamalla lankojen pinta (Gehling ym. 2019). Jauheen ominaisuudet, kuten hiukkaskoko ja jakauma yhdessä niiden morfologian kanssa, sanelevat jauheen juoksevuuden yksittäisten rakeiden mahdollisen yhteenliittymisen vuoksi. Jauhepetiprosesseihin verrattuna laserpinnoitus on vähemmän herkkä näiden ominaisuuksien vaihteluille ja mahdollistaa heterogeenisten jauhekoostumusten.

Yleiskatsaus yleisistä lisäainevalmistusmateriaaleista on nähtävissä taulukossa 1.1.