Sebagai teknologi berteknologi tinggi, teknologi laser telah diterapkan hampir di semua lapisan masyarakat. Teknologi pemrosesan laser mengacu pada berbagai teknologi pemrosesan material canggih yang menggunakan sinar laser dengan kepadatan energi tinggi sebagai sarana untuk mengubah bentuk atau sifat material melalui interaksi fisik dan kimia antara sinar laser dan material. Pemrosesan laser melibatkan berbagai disiplin ilmu seperti fisika laser, material, elektronik, mesin dan teknik perpindahan panas, dan mengintegrasikan berbagai teknologi seperti laser, manufaktur, kontrol, dan aplikasi komputer. Ini telah menjadi teknologi manufaktur canggih yang melintasi berbagai disiplin ilmu dan mengintegrasikan berbagai teknologi. Pemrosesan laser memiliki karakteristik non-kontak, tidak ada polusi, area kecil yang terkena panas, akurasi pemrosesan tinggi, dan pemrosesan area opsional, dan tidak dapat digantikan oleh metode manufaktur lain dalam kondisi pemrosesan tertentu. Oleh karena itu, teknologi laser telah diterapkan di banyak industri.

Karena karakteristik penerapannya sendiri dan kompleksitas objek kerjanya, mesin pertanian, terutama desain terbelakang dan metode pemrosesan dalam industri manufaktur mesin pertanian, memiliki sedikit inovasi, siklus pengembangan produk baru yang panjang, biaya tinggi, kualitas produksi yang kasar, dan umur produk yang relatif singkat. Untuk secara giat meningkatkan teknologi manufaktur mesin pertanian dan mengembangkannya secara paralel dengan industri manufaktur mesin lainnya, perlu untuk meningkatkan penerapan teknologi manufaktur maju seperti laser dalam manufaktur pertanian dan meningkatkan tingkat teknologi produksi modern manufaktur mesin pertanian. perusahaan.

Penerapan prototipe cepat laser dalam pembuatan mesin pertanian:

Teknologi prototyping cepat adalah istilah umum untuk teknologi produksi sampel atau suku cadang secara cepat berdasarkan model CAD. Ini mengintegrasikan pencapaian ilmu pengetahuan dan teknologi modern seperti teknologi CAD, teknologi CNC, teknologi laser dan teknologi material, dan merupakan bagian penting dari teknologi manufaktur maju. Ia dapat secara otomatis, langsung, cepat dan akurat mewujudkan ide desain menjadi prototipe dengan fungsi tertentu atau langsung memproduksi suku cadang berdasarkan model CAD (model elektronik), dan menghasilkan hampir semua suku cadang kompleks tanpa cetakan dan peralatan, memecahkan masalah docking cepat dari desain ke desain. manufaktur. Oleh karena itu, teknologi ini dapat dengan cepat mengevaluasi dan memodifikasi desain produk, secara efektif memperpendek siklus penelitian dan pengembangan produk, mengurangi biaya pengembangan, memenuhi persyaratan pasar yang semakin kompetitif saat ini untuk pengembangan pesat dan pembuatan produk baru secara cepat, serta meningkatkan daya saing pasar produk dan produk. daya saing perusahaan yang komprehensif.

Sintering selektif laser adalah salah satu metode proses penting dalam pembuatan prototipe cepat. Teknologi ini menggunakan prinsip penambahan bahan lapis demi lapis untuk mengiris dan mempartisi model padat tiga dimensi guna menghasilkan jalur pemindaian untuk sintering laser; kemudian, sinar laser dipindai di sepanjang jalur pemindaian dengan pemindai laser xY untuk menyinter dan mengasimilasi bahan serbuk tubuh yang sama (seperti bubuk plastik, bubuk nilon, lilin, keramik atau), campuran bubuk logam dan pengikat atau bubuk logam, dll. lapis demi lapis. Setelah sintering dan penumpukan lapis demi lapis, benda kerja tiga dimensi yang diperlukan akhirnya terbentuk. Metode pembuatan ini memiliki karakteristik kecepatan pembentukan yang cepat, presisi tinggi, kualitas permukaan yang baik, pasca pemrosesan yang sederhana dan hemat waktu. Ini adalah teknologi penting dan telah menciptakan metode baru untuk pengembangan teknologi manufaktur.

Proses produksi mesin pertanian mempunyai ciri khas tersendiri. Sebagian besar memiliki bentuk yang rumit, seperti mesin pengolahan tanah, mesin persiapan lahan, dan mesin pemanen. Selain itu, terdapat banyak permukaan lengkung yang rumit, seperti permukaan lengkung badan bajak, bilah putar anakan putar, impeler pompa air dan sekrup umpan, dll., dan bentuknya perlu disesuaikan dengan situasi produksi tertentu. Oleh karena itu, pengembangan suku cadang mesin pertanian dengan menggunakan metode pengolahan mekanis tradisional tidak hanya membutuhkan waktu yang lama dan teknologi pengolahan yang rumit, tetapi juga sulit untuk mencapai efek yang diinginkan. Penggunaan teknologi terintegrasi prototyping cepat laser yang canggih tidak hanya memperpendek siklus pengembangan produk baru dan mengurangi biaya pengembangan, namun juga meningkatkan kualitas produksi dibandingkan metode manufaktur tradisional.

Penerapan penguatan permukaan laser dan perlakuan panas:

Penguatan permukaan laser dan teknologi perlakuan panas adalah jenis teknologi perawatan permukaan material baru yang dikembangkan dalam 20 tahun terakhir. Prinsip teknologi penguatan permukaan laser adalah dengan menggunakan karakteristik kemampuan penetrasi laser yang kuat. Ketika permukaan logam dipanaskan hingga suhu transisi kritis tepat di bawah titik leleh, permukaannya akan mengalami austenitisasi dengan cepat, kemudian dengan cepat didinginkan dan dipadamkan, dan permukaan logam akan diperkuat dengan cepat. Penguatan permukaan laser dan perlakuan panas dapat dibagi menjadi tiga kategori: Pertama, logam tidak meleleh saat laser disinari, namun strukturnya berubah. Jenis proses ini terutama adalah pengerasan perubahan fase laser (laser quenching); kedua, logam meleleh ketika laser disinari, dan strukturnya berubah setelah pendinginan atau elemen lain ditambahkan untuk meningkatkan sifat permukaan, termasuk peleburan laser, paduan laser, amorfisasi laser, dan mikrokristalisasi; ketiga, permukaan logam menguap ketika laser disinari, sehingga menyebabkan perubahan struktur. Jenis proses ini terutama adalah pengerasan kejut laser. Landasan teori umum dari berbagai proses perlakuan panas laser yang disebutkan di atas adalah hukum interaksi antara laser dan materi serta perilaku metalurginya.

Perlakuan panas laser adalah pengembangan dan pelengkap teknologi perlakuan panas tradisional. Ini dapat memecahkan masalah penguatan material yang tidak dapat atau sulit dipecahkan oleh metode perawatan permukaan lainnya. Setelah perawatan laser, kekuatan permukaan lapisan pengecoran dapat mencapai HRC60 atau lebih tinggi, dan kekerasan permukaan karbon sedang, baja karbon tinggi, dan baja paduan dapat mencapai HRC70 atau lebih tinggi, sehingga meningkatkan ketahanan aus, ketahanan lelah, ketahanan korosi dan oksidasi. resistensi, dan memperpanjang umur layanannya.

Perlakuan panas laser banyak digunakan dalam industri otomotif. Hampir semua bagian penting dari banyak kendaraan (seperti blok silinder, liner silinder, poros engkol, poros bubungan, katup buang, dudukan katup atau ring piston, dll.) dapat dirawat dengan perlakuan panas laser HJ. Demikian pula lokomotif pertanian juga harus digunakan secara luas. Dalam produksi pertanian, kondisi kerja mesin bervariasi. Beberapa mesin (bajak, penggarap, penyemaian, dan pemanen) bekerja secara langsung pada media yang bersifat abrasif sehingga menyebabkan banyak bagian menjadi cepat aus. Sebaliknya, untuk memperoleh kekuatan yang cukup, konsumsi material pada mesin tersebut besar, sehingga tidak hanya membuang material tetapi juga terkesan besar. Untuk bagian seperti itu, kekerasan setelah perlakuan pengerasan laser adalah 5% hingga 20% lebih tinggi dibandingkan dengan pendinginan konvensional. Paduan laser dapat memilih material baru untuk membentuk lapisan paduan baru berdasarkan substrat untuk mendapatkan kinerja yang memuaskan. Selain itu, karena peningkatan kinerja setelah pemrosesan, media berperforma rendah dapat dipilih, sehingga mengurangi massa media.

Penerapan laser dalam perbaikan suku cadang mesin pertanian:

Lapisan laser (Juga dikenal sebagai pencairan laser) adalah teknologi modifikasi permukaan baru. Ia menambahkan bahan pelapis ke permukaan substrat dan menggunakan sinar laser dengan kepadatan energi tinggi untuk melelehkannya bersama dengan lapisan tipis pada permukaan substrat untuk membentuk lapisan pelapis pengisi yang terikat secara metalurgi pada permukaan substrat. . Karena kelongsong laser dapat melapisi bahan dengan titik leleh tinggi pada permukaan substrat dengan titik leleh rendah, dan komposisi bahan tidak dibatasi oleh kondisi termodinamika metalurgi paduan yang biasa. Oleh karena itu, jenis material cladding yang digunakan cukup luas, antara lain paduan berbahan dasar nikel, berbahan dasar kobalt, berbahan dasar besi, bahan paduan komposit karbida, dan bahan keramik. Diantaranya, pelapis laser dari bahan paduan dan bahan komposit karbida relatif matang dan telah digunakan secara praktis. Karena proses pemanasan cepat hampir adiabatik yang dihasilkan oleh kepadatan energi sinar laser yang tinggi, pelapisan laser memiliki dampak termal yang lebih kecil pada substrat dan menyebabkan lebih sedikit deformasi. Mengontrol energi masukan laser juga dapat membatasi pengenceran media ke tingkat yang sangat rendah (kurang dari 10%), sehingga mempertahankan kinerja luar biasa dari bahan pelapis asli.

Oleh karena itu, teknologi pelapisan laser dapat meningkatkan ketahanan aus dan ketahanan korosi pada permukaan material, dan terutama digunakan untuk memperbaiki suku cadang setelah aus dan meningkatkan kinerja suku cadang yang baru diproduksi. Untuk suku cadang penting (seperti liner silinder dan piston pada mesin pertanian), karena beban kerja yang besar, suhu tinggi, tekanan tinggi, erosi dan tingkat gesekan yang berbeda, jumlah keausannya sangat besar, dan suku cadang tersebut perlu dibuang dan diganti. secara teratur. Untuk mesin pengolahan tanah, mesin persiapan lahan dan mesin pemanen (seperti bajak, penggarap, pembibitan dan pemanen), keausan lokal sangat cepat selama pengoperasian, dan bagian-bagiannya dibuang karena kerusakan lokal. Untuk meningkatkan masa pakai suku cadang, pekerjaan perbaikan sangat penting. Pemrosesan laser memiliki keunggulan unik berupa efek selektif, dan pelapisan laser dapat dengan mudah memperbaiki komponen yang aus, sehingga komponen tidak terkelupas karena kerusakan lokal, meningkatkan keandalan dan masa pakai komponen, serta mencapai persyaratan kinerja yang lebih baik lagi dengan biaya investasi terendah . Selain itu, memperbaiki cetakan dengan laser dapat meningkatkan umur cetakan secara signifikan, dan tidak dibatasi oleh bentuk dan ukuran. Hal ini juga harus dipromosikan dan diadopsi dengan penuh semangat dalam pembuatan mesin pertanian.

Beberapa pemikiran mengenai penerapan teknologi laser pada pembuatan mesin pertanian:

1. Teknologi pemrosesan laser telah dipromosikan secara gencar di banyak industri, dan penerapannya dalam pembuatan mesin pertanian juga sangat penting. Namun pemilihan jenis pemrosesan dan penggunaan laser harus dimulai dari dasar. Hanya ketika metode pemrosesan tingkat lanjut ini dikuasai sepenuhnya, proses tradisional dapat ditingkatkan dengan lebih baik dan keunggulan teknologi baru dapat diterapkan. Teknologi pemrosesan laser mengintegrasikan pencapaian ilmu pengetahuan dan teknologi modern seperti teknologi CAD, teknologi CNC, teknologi laser dan teknologi material, dan teknologi tersebut mencakup cakupan yang luas. Oleh karena itu, ketika perusahaan mesin pertanian terlibat dalam proyek pembuatan laser, mereka harus menganalisis kondisi dan kebutuhan mereka sendiri, berkonsultasi dengan perusahaan mesin lain, mengidentifikasi arah, menemukan titik kombinasi, melanjutkan langkah demi langkah, dan menghindari apa yang disebut “satu- melangkah". Karena teknologi pemrosesan laser berkembang sangat pesat, tidak ada perusahaan yang dapat mencapainya dalam satu langkah.
2. Penerapan teknologi pemrosesan laser dalam pembuatan mesin pertanian secara bertahap menjadi populer di seluruh dunia, terutama karena industri terkesan dengan penerapan teknologi laser dan dampak sebenarnya. Selain itu, alasan kurangnya adopsi teknologi laser sebelumnya adalah kurangnya publisitas tentang teknologi laser dan kurangnya praktik. Oleh karena itu, perusahaan mesin pertanian harus memperkenalkan dan menyerap hasil penelitian ilmiah yang matang dalam produksi industri sesegera mungkin, memanfaatkan pusat pemrosesan laser multifungsi yang telah didirikan di industri, dan menjadikannya melayani lebih banyak perusahaan mesin pertanian.
3. Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi pembuatan laser berkekuatan tinggi dan peralatan tambahan semakin ditingkatkan, dan teori dasar serta teknologi produksinya menjadi semakin matang. Dibandingkan dengan peralatan pemrosesan lainnya, harga laser berkekuatan tinggi tidak terlalu mahal. Oleh karena itu, penerapan teknologi pemrosesan laser pada pembuatan mesin pertanian memiliki kondisi eksternal tertentu. Selain itu, dengan pesatnya perkembangan industrialisasi pertanian, kekuatan perusahaan manufaktur pertanian telah meningkat secara signifikan, dan persyaratan kualitas produk menjadi semakin tinggi, yang memberikan motivasi dan kondisi internal untuk penerapan teknologi pemrosesan laser pada mesin pertanian. manufaktur. Oleh karena itu, penerapan teknologi pemrosesan laser dalam pembuatan mesin pertanian saat ini sudah ada. Pengenalan teknologi pemrosesan laser dapat diprediksi akan sangat meningkatkan tingkat produksi mesin pertanian.