En technologie de pointe, technologie laser a été appliquée dans presque tous les domaines de la vie. La technologie de traitement laser fait référence à diverses technologies avancées de traitement des matériaux qui utilisent des faisceaux laser à haute densité énergétique comme moyen de modifier la forme ou les propriétés des matériaux grâce à des interactions physiques et chimiques entre les faisceaux laser et les matériaux. Le traitement laser implique plusieurs disciplines telles que la physique du laser, les matériaux, l'électronique, les machines et le transfert de chaleur, et intègre plusieurs technologies telles que le laser, la fabrication, le contrôle et les applications informatiques. Il s’agit d’une technologie de fabrication avancée typique qui traverse plusieurs disciplines et intègre plusieurs technologies. Le traitement au laser présente les caractéristiques suivantes : sans contact, sans pollution, petite zone affectée par la chaleur, haute précision de traitement et traitement de zone en option, et il est irremplaçable par d'autres méthodes de fabrication dans des conditions de traitement spécifiques. La technologie laser a donc été appliquée dans de nombreuses industries.

En raison des caractéristiques de sa propre application et de la complexité de l'objet de travail, les machines agricoles, en particulier les méthodes de conception et de traitement arriérées dans l'industrie de fabrication de machines agricoles, ont peu d'innovations, de longs cycles de développement de nouveaux produits, des coûts élevés, une qualité de fabrication grossière, et une durée de vie du produit relativement courte. Afin d'améliorer vigoureusement la technologie de fabrication des machines agricoles et de la développer en parallèle avec d'autres industries de fabrication de machines, il est nécessaire d'augmenter l'application de technologies de fabrication avancées telles que le laser dans la fabrication agricole et d'améliorer le niveau de technologie de production moderne de la fabrication de machines agricoles. entreprises.

Application du prototypage rapide laser dans la fabrication de machines agricoles :

La technologie de prototypage rapide est un terme général désignant la technologie de production rapide d'échantillons ou de pièces directement basées sur des modèles CAO. Il intègre les réalisations scientifiques et technologiques modernes telles que la technologie CAO, la technologie CNC, la technologie laser et la technologie des matériaux, et constitue une partie importante de la technologie de fabrication avancée. Il peut automatiquement, directement, rapidement et précisément matérialiser des idées de conception en prototypes dotés de certaines fonctions ou fabriquer directement des pièces basées sur des modèles CAO (modèles électroniques), et générer presque toutes les pièces complexes sans moules ni outils, résolvant ainsi le problème de l'amarrage rapide de la conception à fabrication. Par conséquent, cette technologie peut rapidement évaluer et modifier la conception des produits, raccourcir efficacement le cycle de R&D des produits, réduire les coûts de développement, répondre aux exigences du marché de plus en plus concurrentiel d'aujourd'hui en matière de développement rapide et de fabrication rapide de nouveaux produits, et améliorer la compétitivité des produits sur le marché et la compétitivité globale des entreprises.

Le frittage sélectif au laser est l’une des méthodes de traitement importantes dans la fabrication par prototypage rapide. Cette technologie utilise le principe de l'ajout de matériaux couche par couche pour trancher et diviser le modèle solide tridimensionnel afin de générer un chemin de balayage pour le frittage laser ; ensuite, le faisceau laser est balayé le long du trajet de balayage par un scanner laser xY pour fritter et assimiler le même matériau de poudre corporelle (tel que poudre de plastique, poudre de nylon, cire, céramique ou), poudre mélangée de métal et de liant ou poudre de métal, etc. couche par couche. Après frittage et empilement couche par couche, la pièce tridimensionnelle requise est finalement formée. Cette méthode de fabrication présente les caractéristiques d'une vitesse de formage rapide, d'une haute précision, d'une bonne qualité de surface, d'un post-traitement simple et d'un gain de temps. Il s’agit d’une technologie vitale qui a créé une nouvelle méthode pour le développement de la technologie de fabrication.

Le processus de production des machines agricoles a ses propres caractéristiques. La plupart des pièces ont des formes complexes, comme les machines de travail du sol, les machines de préparation des terres et les machines de récolte. De plus, il existe de nombreuses surfaces courbes complexes, telles que la surface incurvée du corps de la charrue, la lame rotative du motoculteur, la turbine de la pompe à eau et la vis d'alimentation, etc., et leurs formes doivent être ajustées en conséquence en fonction de la situation de production spécifique. Par conséquent, le développement de telles pièces de machines agricoles à l’aide de méthodes de traitement mécanique traditionnelles prend non seulement beaucoup de temps et une technologie de traitement complexe, mais il est également difficile d’obtenir l’effet souhaité. L'utilisation d'une technologie intégrée avancée de prototypage rapide au laser raccourcit non seulement considérablement le cycle de développement de nouveaux produits et réduit les coûts de développement, mais améliore également la qualité de fabrication par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles.

Application du renforcement de surface au laser et du traitement thermique :

Technologie de renforcement de surface et de traitement thermique au laser est un nouveau type de technologie de traitement de surface des matériaux développé au cours des 20 dernières années. Le principe de la technologie de renforcement de surface au laser consiste à utiliser les caractéristiques de la forte capacité de pénétration du laser. Lorsque la surface métallique est chauffée jusqu'à une température de transition critique juste en dessous du point de fusion, sa surface est rapidement austénitisée, puis rapidement auto-refroidie et trempée, et la surface métallique est rapidement renforcée. Le renforcement de surface au laser et le traitement thermique peuvent être divisés en trois catégories : Premièrement, le métal ne fond pas lorsque le laser est irradié, mais sa structure change. Ce type de procédé est principalement un durcissement par changement de phase laser (trempe laser) ; deuxièmement, le métal fond lorsque le laser est irradié et la structure change après refroidissement ou d'autres éléments sont ajoutés pour améliorer les propriétés de surface, notamment la fusion laser, l'alliage laser, l'amorphisation laser et la microcristallisation ; troisièmement, la surface métallique se vaporise lorsque le laser est irradié, provoquant ainsi un changement de structure. Ce type de procédé est principalement du durcissement par choc laser. La base théorique commune des différents procédés de traitement thermique laser mentionnés ci-dessus est la loi d'interaction entre le laser et la matière et son comportement métallurgique.

Le traitement thermique au laser est le développement et le complément de la technologie de traitement thermique traditionnelle. Il peut résoudre les problèmes de renforcement des matériaux que d’autres méthodes de traitement de surface ne peuvent pas résoudre ou sont difficiles à résoudre. Après le traitement au laser, la résistance de surface de la couche de coulée peut atteindre HRC60 ou plus, et la dureté de surface de l'acier au carbone moyen, à haute teneur en carbone et de l'acier allié peut atteindre HRC70 ou plus, améliorant ainsi sa résistance à l'usure, sa résistance à la fatigue, sa résistance à la corrosion et à l'oxydation. Résistance et prolongation de sa durée de vie.

Le traitement thermique au laser est largement utilisé dans l’industrie automobile. Presque toutes les pièces clés de nombreux véhicules (telles que le bloc-cylindres, la chemise de cylindre, le vilebrequin, l'arbre à cames, la soupape d'échappement, le siège de soupape ou le segment de piston, etc.) peuvent être traitées avec un traitement thermique au laser HJ. De même, les locomotives agricoles devraient également être largement utilisées. Dans la production agricole, les conditions de travail des machines sont variées. Certaines machines (charrues, cultivateurs, semoirs et moissonneuses) travaillent directement dans des milieux abrasifs, provoquant une usure rapide de nombreuses pièces. D'autre part, afin d'obtenir une résistance suffisante, la consommation de matière de la machine est importante, ce qui non seulement gaspille des matériaux mais apparaît également encombrante. Pour de telles pièces, la dureté après traitement de trempe laser est de 5 à 20 % supérieure à celle d'une trempe conventionnelle. L'alliage laser peut sélectionner de nouveaux matériaux pour former une nouvelle couche d'alliage basée sur le substrat afin d'obtenir des performances satisfaisantes. De plus, en raison des performances améliorées après traitement, des substrats à faibles performances peuvent être sélectionnés, réduisant ainsi la masse du substrat.

Application du laser dans la réparation de pièces de machines agricoles :

Rechargement laser (aussi connu sous le nom fusion au laser) est une nouvelle technologie de modification de surface. Il ajoute un matériau de revêtement à la surface du substrat et utilise un faisceau laser à haute densité d'énergie pour le faire fondre avec une fine couche sur la surface du substrat afin de former une couche de revêtement de charge liée métallurgiquement à la surface du substrat. . Étant donné que le revêtement laser peut recouvrir des matériaux à point de fusion élevé sur la surface de substrats à point de fusion bas, et que la composition des matériaux n'est pas limitée par les conditions thermodynamiques habituelles de la métallurgie des alliages. Par conséquent, la gamme de matériaux de revêtement utilisés est assez large, comprenant des alliages à base de nickel, de cobalt et de fer, des alliages composites de carbure et des matériaux céramiques. Parmi eux, le revêtement laser de matériaux en alliage et de matériaux composites en carbure est relativement mature et a été mis en pratique. En raison du processus de chauffage rapide presque adiabatique généré par la haute densité d'énergie du faisceau laser, le revêtement laser a moins d'impact thermique sur le substrat et provoque moins de déformation. Le contrôle de l'énergie d'entrée du laser peut également limiter la dilution du substrat à un niveau très faible (moins de 10 %), conservant ainsi les excellentes performances du matériau de revêtement d'origine.

Par conséquent, la technologie de revêtement laser peut améliorer la résistance à l'usure et à la corrosion de la surface du matériau et est principalement utilisée pour réparer les pièces après usure et améliorer les performances des pièces nouvellement fabriquées. Pour les pièces importantes (telles que les chemises de cylindre et les pistons des machines agricoles), en raison de la charge de travail importante, des températures élevées, de la pression élevée, de l'érosion et des différents degrés de friction, l'usure est très importante et les pièces doivent être mises au rebut et remplacées. régulièrement. Pour les machines de travail du sol, les machines de préparation des terres et les machines de récolte (telles que les charrues, les cultivateurs, les semoirs et les moissonneuses), l'usure locale est très rapide pendant le fonctionnement et les pièces sont mises au rebut en raison de dommages locaux. Afin d'augmenter la durée de vie des pièces, les travaux de réparation revêtent une grande importance. Le traitement au laser présente l'avantage unique d'un effet sélectif, et le revêtement au laser peut facilement réparer les pièces usées, de sorte que les pièces ne soient pas mises au rebut en raison de dommages locaux, améliorer la fiabilité et la durée de vie des pièces et atteindre à nouveau de meilleures exigences de performances avec le coût d'investissement le plus bas. . De plus, la réparation des moules avec des lasers peut augmenter considérablement la durée de vie des moules et n'est pas limitée par la forme et la taille. Il devrait également être vigoureusement promu et adopté dans la fabrication de machines agricoles.

Quelques réflexions sur l’application de la technologie laser dans la fabrication de machines agricoles :

1. La technologie de traitement au laser a été vigoureusement encouragée dans de nombreuses industries, et son application dans la fabrication de machines agricoles est également impérative. Cependant, le choix des types de traitement et l'utilisation des lasers doivent partir de l'essentiel. Ce n’est que lorsque cette méthode de traitement avancée sera pleinement maîtrisée que le processus traditionnel pourra être mieux amélioré et que les avantages des nouvelles technologies pourront être mis en œuvre. La technologie de traitement laser intègre les réalisations scientifiques et technologiques modernes telles que la technologie CAO, la technologie CNC, la technologie laser et la technologie des matériaux, et la technologie couvre un large éventail. Par conséquent, lorsque les entreprises de machines agricoles sont engagées dans des projets de fabrication au laser, elles doivent analyser leurs propres conditions et besoins, consulter d'autres entreprises de machines, identifier la direction, trouver le point de combinaison, procéder étape par étape et éviter ce que l'on appelle le « one- étape". La technologie de traitement laser se développant très rapidement, aucune entreprise ne peut y parvenir en une seule étape.
2. L'application de la technologie de traitement au laser dans la fabrication de machines agricoles est progressivement devenue populaire dans le monde entier, principalement parce que l'industrie est impressionnée par l'application de la technologie laser et ses effets réels. En outre, la raison pour laquelle la technologie laser n’a pas été adoptée auparavant était due à une publicité insuffisante de la technologie laser et à un manque de pratique. Par conséquent, les entreprises de machines agricoles devraient introduire et intégrer dès que possible les résultats de la recherche scientifique avancée dans la production industrielle, faire bon usage des centres de traitement laser multifonctionnels qui ont été créés dans l'industrie et les mettre au service d'un plus grand nombre d'entreprises de machines agricoles.
3. Ces dernières années, la technologie de fabrication des lasers de haute puissance et des équipements auxiliaires s'est de plus en plus améliorée, et sa théorie de base et sa technologie de production sont devenues de plus en plus matures. Comparé à d’autres équipements de traitement, le prix des lasers haute puissance n’est pas très élevé. Par conséquent, l’application de la technologie de traitement laser dans la fabrication de machines agricoles est soumise à certaines conditions externes. En outre, avec le développement rapide de l'industrialisation agricole, la force des entreprises de fabrication agricole s'est considérablement renforcée et les exigences en matière de qualité des produits sont devenues de plus en plus élevées, ce qui fournit une motivation interne et des conditions pour l'application de la technologie de traitement laser dans les machines agricoles. fabrication. Par conséquent, l’application de la technologie de traitement au laser dans la fabrication de machines agricoles est actuellement en place. On peut prédire que l’introduction de la technologie de traitement au laser améliorera considérablement le niveau de fabrication des machines agricoles.