Nazovite +86 151 8448 3461[e-pošta zaštićena]

Pregled i perspektiva tehnologije laserskog oblaganja

28. studenog 2023.

Lasersko oblaganje je nova vrsta tehnologije premazivanja. To je tehnologija visoke tehnologije koja uključuje svjetlo, mehaniku, električnu energiju, materijale, detekciju i kontrolu. To je važna prateća tehnologija za naprednu tehnologiju laserske proizvodnje i može riješiti probleme koje tradicionalne metode proizvodnje ne mogu dovršiti. Riječ je o visokotehnološkoj tehnologiji koju podržava i promovira država. Trenutačno je tehnologija laserskog oblaganja postala jedno od važnih sredstava za pripremu novih materijala, brzu i izravnu proizvodnju metalnih dijelova i ekološku ponovnu proizvodnju pokvarenih metalnih dijelova. Naširoko se koristi u zrakoplovstvu, nafti, automobilima, proizvodnji strojeva, brodogradnji i proizvodnji kalupa. i druge industrije. U cilju promicanja industrijalizacije tehnologije laserskog oblaganja, istraživači iz cijelog svijeta proveli su sustavna istraživanja ključnih tehnologija uključenih u lasersko oblaganje i postigli značajan napredak. Postoji velik broj istraživanja, konferencijskih radova i patenata u zemlji i inozemstvu koji uvode tehnologiju laserskog oblaganja i njezine nove primjene: uključujući opremu za lasersko oblaganje, materijale, procese, nadzor i kontrolu, inspekciju kvalitete, simulaciju i simulaciju procesa itd. Ali do sada se tehnologija laserskog oblaganja ne može industrijski primijeniti u velikim razmjerima. Analizirajući razloge, postoje čimbenici kao što su čimbenici orijentirani na državu, ograničenja zrelosti same tehnologije laserskog oblaganja i stupanj priznavanja tehnologije laserskog oblaganja od strane svih sektora društva. Stoga, kako bismo postigli sveobuhvatnu industrijsku primjenu tehnologije laserskog oblaganja, moramo povećati publicitet, voditi se potražnjom na tržištu, usredotočiti se na probijanje ključnih čimbenika koji ograničavaju razvoj i riješiti ključne tehnologije uključene u inženjerske primjene. Vjerujem da će se u bliskoj budućnosti područja primjene i intenzitet tehnologije laserskog oblaganja nastaviti širiti.

Evo nekoliko primjera primjene laserske obloge: fokusirana gustoća snage laserske zrake može doseći 1010~12W/cm2, a brzina hlađenja materijala može biti čak 1012K/s. Ova sveobuhvatna karakteristika ne samo da pruža mogućnosti za rast novih disciplina u znanosti o materijalima. Pruža snažan temelj i alat bez presedana za realizaciju novih materijala ili novih funkcionalnih površina. Talina nastala laserskim oblaganjem daleko je od stanja ravnoteže u uvjetima brzog hlađenja pod visokim temperaturnim gradijentima, što rezultira stvaranjem velikog broja prezasićenih čvrstih otopina, metastabilnih faza, pa čak i novih faza u strukturi skrućivanja, što ima potvrđeno velikim brojem studija. Omogućuje nove termodinamičke i kinetičke uvjete za izradu funkcionalno stupnjevanih in situ autogenih kompozitnih slojeva ojačanih česticama. Istodobno, priprema novih materijala tehnologijom laserskog oblaganja važna je osnova za popravak i ponovnu proizvodnju pokvarenih dijelova u ekstremnim uvjetima te izravnu proizvodnju metalnih dijelova. Dobio je veliku pozornost i višestruka istraživanja znanstvene zajednice i poduzeća diljem svijeta. Trenutno se tehnologija laserskog oblaganja može koristiti za pripremu kompozitnih materijala na bazi željeza, nikla, kobalta, aluminija, titana, magnezija i drugih kompozitnih materijala s metalnom matricom. Funkcionalno klasificirani: mogu se pripremiti premazi s jednom ili više funkcija, kao što su otpornost na habanje, otpornost na koroziju, otpornost na visoke temperature itd., kao i posebni funkcionalni premazi. Iz perspektive sustava materijala koji čini premaz, razvio se od binarnog sustava legura do višekomponentnog sustava. Dizajn sastava legure i multifunkcionalnost višekomponentnih sustava važni su razvojni pravci za pripremu novih materijala laserskim navlačenjem u budućnosti. Nova istraživanja pokazuju da metalni materijali na bazi čelika dominiraju inženjerskim primjenama u mojoj zemlji. Istodobno, kvarovi metalnih materijala (kao što su korozija, trošenje, zamor itd.) uglavnom se javljaju na radnoj površini dijelova, a površinu je potrebno ojačati. Kako bi se zadovoljili uvjeti rada izratka, korištenje velikih komada kompozitnih materijala na bazi čelika ojačanih česticama na licu mjesta, ne samo da troši materijal, već je i izuzetno skupo. S druge strane, kada se proučavaju prirodni biomaterijali iz perspektive bionike, njihov je sastav izvana gust, a iznutra rijedak, a svojstva su im izvana tvrda, a iznutra žilava. Štoviše, gustoća rijetka, tvrda žilavost mijenja se u gradijentu izvana prema unutra. Svojstva prirodnih biomaterijala Posebna struktura čini ga izvrsnim.

U skladu s posebnim uvjetima rada i zahtjevima performansi inženjerskih materijala, postoji hitna potreba za razvojem novih površinskih kompozitnih materijala s metalnom matricom sa snažnim i otpornim kombinacijama i gradijentnom izvedbom. Stoga, korištenje laserskog oblaganja za pripremu gradijentno funkcionalnih in-situ samogeneriranih česticama ojačanih kompozita metalne matrice koji su metalurški vezani za podlogu nije samo hitna potreba za inženjersku praksu, već i neizbježan trend u razvoju tehnologije laserske modifikacije površine . Prijavljeno je da tehnologija laserskog oblaganja priprema in situ autogene kompozite s metalnom matricom ojačane česticama i funkcionalno stupnjevane materijale, ali većina njih ostaje u fazi analize strukture i performansi, kontrole procesnih parametara, veličine, razmaka i omjera volumena faza pojačanja Još nije dosegla kontroliranu razinu. Funkcija gradijenta formira se višeslojnim premazom, a neizbježno postoji problem slabog povezivanja međusklopa između slojeva. Još je dug put do praktičnosti. Korištenje tehnologije laserskog oblaganja za pripremu površinskih kompozitnih materijala na bazi metala s kontroliranom veličinom čestica, količinom i distribucijom, odgovarajuće usklađenom čvrstoćom i žilavošću, te integracijom funkcija gradijenta i in-situ samogeneriranim ojačanjem česticama važan je smjer razvoja u budućnosti. Sadržaj istraživanja uključuje:

  1. Tehnologija, načini i principi sastava, strukture i izvedbenog dizajna materijala za oblaganje i upravljačka tehnologija za izvođenje procesa.
  2. Uspostavljanje termodinamičkih i kinetičkih modela za taloženje, rast i jačanje funkcionalno stupnjevanih autogenih kompozita s metalnom matricom ojačanih česticama pripremljenih laserskim oblaganjem.
  3. .Morfologija faze ojačane česticama, struktura, funkcija i kompozitni bionički dizajn i tehnologija kontrole veličine, količine i distribucije.
  4. Istraživanje principa, ključnih čimbenika i procesnih metoda kontrole sastava, strukture i gradijenta izvedbe premaza.
  5. Promatranje, analitička kontrola i karakterizacija makro i mikro sučelja; analiza i otkrivanje konvencionalnih svojstava funkcionalno stupnjevanih in situ kompozita s metalnom matricom ojačanih česticama, kao i ponašanja kod trošenja i mehanizama kvarova u različitim radnim uvjetima. Proboji u ovim istraživačkim sadržajima mogu riješiti problem neusklađenosti u kompatibilnosti između premaza i podloge i sklonosti nastanku pukotina, te promicati širenje područja primjene tehnologije laserskog oblaganja.

Penny Xu

Penny Xu – Generalni direktor, Projekti aditivne proizvodnje metala G. Penny Xu je iskusni generalni direktor i strateški stručnjak u sektoru aditivne proizvodnje metala, koji igra ključnu ulogu mosta između tehnologije i poslovanja. S iznimnim makro-perspektivama i sposobnostima integracije resursa, nadgleda komercijalnu implementaciju i stratešku provedbu projekata aditivne proizvodnje metala. Glavna odgovornost g. Xua je duboko angažiranje u najsuvremenijim tržišnim trendovima i tehničkim zahtjevima vrhunskih klijenata. Ističe se u prepoznavanju ključnih izazova klijenata u vezi s performansama, troškovima i vremenom isporuke te prevođenju tih potreba u jasne i praktične tehničke sažetke. Nadovezujući se na…

Pročitajte više članaka autorice Penny Xu