Como um tecnologia de alta tecnologia, tecnologia laser foi aplicado em quase todas as esferas da vida. A tecnologia de processamento a laser refere-se a várias tecnologias avançadas de processamento de materiais que usam feixes de laser de alta densidade de energia como meio de alterar a forma ou as propriedades dos materiais por meio de interações físicas e químicas entre os feixes de laser e os materiais. O processamento a laser envolve múltiplas disciplinas, como física do laser, materiais, eletrônica, máquinas e transferência de calor de engenharia, e integra múltiplas tecnologias, como laser, fabricação, controle e aplicação de computador. Tornou-se uma típica tecnologia de fabricação avançada que atravessa múltiplas disciplinas e integra múltiplas tecnologias. O processamento a laser tem características de sem contato, sem poluição, pequena área afetada pelo calor, alta precisão de processamento e processamento de área opcional, e é insubstituível por outros métodos de fabricação sob condições de processamento específicas. Portanto, a tecnologia laser tem sido aplicada em muitas indústrias.

Devido às características de sua própria aplicação e à complexidade do objeto de trabalho, as máquinas agrícolas, especialmente os métodos de design e processamento retrógrados na indústria de fabricação de máquinas agrícolas, apresentam poucas inovações, longos ciclos de desenvolvimento de novos produtos, custos elevados, qualidade de fabricação grosseira, e vida útil relativamente curta do produto. A fim de melhorar vigorosamente a tecnologia de fabricação de máquinas agrícolas e desenvolvê-la em paralelo com outras indústrias de fabricação de máquinas, é necessário aumentar a aplicação de tecnologias de fabricação avançadas, como o laser na fabricação agrícola, e melhorar o nível da tecnologia de produção moderna na fabricação de máquinas agrícolas. empreendimentos.

Aplicação de prototipagem rápida a laser na fabricação de máquinas agrícolas:

Tecnologia de prototipagem rápida é um termo geral para a tecnologia de produção rápida de amostras ou peças baseadas diretamente em modelos CAD. Integra conquistas científicas e tecnológicas modernas, como tecnologia CAD, tecnologia CNC, tecnologia laser e tecnologia de materiais, e é uma parte importante da tecnologia de fabricação avançada. Ele pode materializar ideias de design de forma automática, direta, rápida e precisa em protótipos com determinadas funções ou fabricar peças diretamente com base em modelos CAD (modelos eletrônicos) e gerar quase todas as peças complexas sem moldes e ferramentas, resolvendo o problema de encaixe rápido do projeto ao fabricação. Portanto, esta tecnologia pode avaliar e modificar rapidamente os designs dos produtos, encurtar efetivamente o ciclo de P&D do produto, reduzir os custos de desenvolvimento, atender aos requisitos do mercado cada vez mais competitivo de hoje para o rápido desenvolvimento e fabricação rápida de novos produtos e melhorar a competitividade dos produtos no mercado e o competitividade abrangente das empresas.

A sinterização seletiva a laser é um dos métodos de processo importantes na fabricação de prototipagem rápida. Esta tecnologia utiliza o princípio de adicionar materiais camada por camada para fatiar e particionar o modelo sólido tridimensional para gerar um caminho de digitalização para sinterização a laser; em seguida, o feixe de laser é escaneado ao longo do caminho de varredura por um scanner a laser xY para sinterizar e assimilar o mesmo material em pó corporal (como pó plástico, pó de náilon, cera, cerâmica ou), pó misto de metal e aglutinante ou pó metálico, etc. camada por camada. Após a sinterização e o empilhamento camada por camada, a peça tridimensional necessária é finalmente formada. Este método de fabricação possui características de rápida velocidade de conformação, alta precisão, boa qualidade de superfície, pós-processamento simples e economia de tempo. É uma tecnologia vital e criou um novo método para o desenvolvimento de tecnologia de fabricação.

O processo produtivo de máquinas agrícolas possui características próprias. A maioria das peças tem formatos complexos, como máquinas de preparo do solo, máquinas de preparação da terra e máquinas de colheita. Além disso, existem muitas superfícies curvas complexas, como superfície curva do corpo do arado, lâmina rotativa do leme, impulsor da bomba de água e parafuso de alimentação, etc., e suas formas precisam ser ajustadas de acordo com a situação específica de produção. Portanto, o desenvolvimento de tais peças de máquinas agrícolas usando métodos tradicionais de processamento mecânico não só leva muito tempo e tecnologia de processamento complexa, mas também é difícil de alcançar o efeito desejado. O uso de tecnologia integrada de prototipagem rápida a laser avançada não apenas encurta muito o ciclo de desenvolvimento de novos produtos e reduz os custos de desenvolvimento, mas também melhora a qualidade de fabricação em relação aos métodos de fabricação tradicionais.

Aplicação de fortalecimento de superfície a laser e tratamento térmico:

Tecnologia de fortalecimento de superfície a laser e tratamento térmico é um novo tipo de tecnologia de tratamento de superfície de material desenvolvida nos últimos 20 anos. O princípio da tecnologia de fortalecimento de superfície a laser é usar as características da forte capacidade de penetração do laser. Quando a superfície do metal é aquecida a uma temperatura de transição crítica logo abaixo do ponto de fusão, sua superfície é rapidamente austenitizada e, em seguida, rapidamente resfriada e temperada, e a superfície do metal é rapidamente reforçada. O fortalecimento da superfície a laser e o tratamento térmico podem ser divididos em três categorias: Primeiro, o metal não derrete quando o laser é irradiado, mas a estrutura muda. Este tipo de processo é principalmente endurecimento por mudança de fase a laser (têmpera a laser); segundo, o metal derrete quando o laser é irradiado, e a estrutura muda após o resfriamento ou outros elementos são adicionados para melhorar as propriedades da superfície, incluindo fusão a laser, liga a laser, amorfização a laser e microcristalização; terceiro, a superfície metálica vaporiza quando o laser é irradiado, causando assim uma mudança na estrutura. Este tipo de processo consiste principalmente no endurecimento por choque a laser. A base teórica comum dos vários processos de tratamento térmico a laser mencionados acima é a lei da interação entre o laser e a matéria e seu comportamento metalúrgico.

O tratamento térmico a laser é o desenvolvimento e complemento da tecnologia tradicional de tratamento térmico. Pode resolver os problemas de reforço do material que outros métodos de tratamento de superfície não conseguem resolver ou são difíceis de resolver. Após o tratamento a laser, a resistência superficial da camada de fundição pode atingir HRC60 ou superior, e a dureza superficial de médio carbono, aço de alto carbono e aço-liga pode atingir HRC70 ou superior, melhorando assim sua resistência ao desgaste, resistência à fadiga, resistência à corrosão e oxidação resistência e prolongando sua vida útil.

O tratamento térmico a laser é amplamente utilizado na indústria automotiva. Quase todas as peças principais de muitos veículos (como bloco de cilindros, camisa de cilindro, virabrequim, eixo de comando, válvula de escape, sede de válvula ou anel de pistão, etc.) podem ser tratadas com tratamento térmico a laser HJ. Da mesma forma, as locomotivas agrícolas também deveriam ser amplamente utilizadas. Na produção agrícola, as condições de trabalho das máquinas são variadas. Algumas máquinas (arados, cultivadores, semeadoras e colheitadeiras) trabalham diretamente em meios abrasivos, causando desgaste rápido de muitas peças. Por outro lado, para obter resistência suficiente, o consumo de material da máquina é grande, o que não só desperdiça materiais, mas também parece volumoso. Para essas peças, a dureza após o tratamento de endurecimento a laser é 5% a 20% maior do que a têmpera convencional. A liga a laser pode selecionar novos materiais para formar uma nova camada de liga com base no substrato para obter desempenho satisfatório. Além disso, devido ao melhor desempenho após o tratamento, podem ser selecionados substratos de baixo desempenho, reduzindo assim a massa do substrato.

Aplicação do laser no reparo de peças de máquinas agrícolas:

Revestimento a laser (também conhecido como fusão a laser) é uma nova tecnologia de modificação de superfície. Ele adiciona material de revestimento à superfície do substrato e usa um feixe de laser de alta densidade de energia para fundi-lo junto com uma camada fina na superfície do substrato para formar uma camada de revestimento de enchimento que é ligada metalurgicamente à superfície do substrato . Como o revestimento a laser pode revestir materiais de alto ponto de fusão na superfície de substratos de baixo ponto de fusão, a composição dos materiais não é limitada pelas condições termodinâmicas usuais da metalurgia de ligas. Portanto, a gama de materiais de revestimento utilizados é bastante ampla, incluindo ligas à base de níquel, à base de cobalto, à base de ferro, materiais de liga composta de carboneto e materiais cerâmicos. Entre eles, o revestimento a laser de materiais de liga e materiais compósitos de metal duro está relativamente maduro e foi colocado em uso prático. Devido ao processo de aquecimento rápido quase adiabático gerado pela alta densidade de energia do feixe de laser, o revestimento a laser tem menos impacto térmico no substrato e causa menos deformação. O controle da energia de entrada do laser também pode limitar a diluição do substrato a um nível muito baixo (menos de 10%), mantendo assim o excelente desempenho do material de revestimento original.

Portanto, a tecnologia de revestimento a laser pode melhorar a resistência ao desgaste e à corrosão da superfície do material e é usada principalmente para reparar peças após desgaste e melhorar o desempenho de peças recém-fabricadas. Para peças importantes (como camisas de cilindro e pistões em máquinas agrícolas), devido à grande carga de trabalho, alta temperatura, alta pressão, erosão e diferentes graus de atrito, o desgaste é muito grande e as peças precisam ser descartadas e substituídas regularmente. Para máquinas de lavoura, máquinas de preparação de terra e máquinas de colheita (como arados, cultivadores, semeadores e colheitadeiras), o desgaste local é muito rápido durante a operação e as peças são descartadas devido a danos locais. Para aumentar a vida útil das peças, os trabalhos de reparação são de grande importância. O processamento a laser tem a vantagem única do efeito seletivo, e o revestimento a laser pode facilmente reparar peças desgastadas, de modo que as peças não sejam descartadas devido a danos locais, melhore a confiabilidade e a vida útil das peças e atinja novamente melhores requisitos de desempenho com o menor custo de investimento . Além disso, o reparo de moldes com laser pode aumentar muito a vida útil dos moldes e não é limitado pelo formato e tamanho. Deve também ser vigorosamente promovido e adotado na fabricação de máquinas agrícolas.

Várias reflexões sobre a aplicação da tecnologia laser na fabricação de máquinas agrícolas:

1. A tecnologia de processamento a laser tem sido vigorosamente promovida em muitas indústrias e sua aplicação na fabricação de máquinas agrícolas também é imperativa. Porém, a seleção dos tipos de processamento e o uso de lasers devem começar do básico. Somente quando este método de processamento avançado for totalmente dominado é que o processo tradicional poderá ser melhorado e as vantagens das novas tecnologias poderão ser utilizadas. A tecnologia de processamento a laser integra conquistas científicas e tecnológicas modernas, como tecnologia CAD, tecnologia CNC, tecnologia laser e tecnologia de materiais, e a tecnologia cobre uma ampla gama. Portanto, quando as empresas de máquinas agrícolas estão envolvidas em projetos de fabricação a laser, devem analisar suas próprias condições e necessidades, consultar outras empresas de máquinas, identificar a direção, encontrar o ponto de combinação, proceder passo a passo e evitar o chamado “um- etapa". Como a tecnologia de processamento a laser se desenvolve muito rapidamente, nenhuma empresa consegue alcançá-la de uma só vez.
2. A aplicação da tecnologia de processamento a laser na fabricação de máquinas agrícolas tornou-se gradualmente popular em todo o mundo, principalmente porque a indústria está impressionada com a aplicação da tecnologia laser e seus efeitos reais. Além disso, a razão para a falta de adoção da tecnologia laser antes era que havia publicidade insuficiente da tecnologia laser e falta de prática. Portanto, as empresas de máquinas agrícolas devem introduzir e absorver resultados de investigação científica maduros na produção industrial o mais rapidamente possível, fazer bom uso dos centros multifuncionais de processamento a laser que foram estabelecidos na indústria e fazê-los servir mais empresas de máquinas agrícolas.
3. Nos últimos anos, a tecnologia de fabricação de lasers de alta potência e equipamentos auxiliares tem sido cada vez mais aprimorada, e sua teoria básica e tecnologia de produção tornaram-se cada vez mais maduras. Comparado com outros equipamentos de processamento, o preço dos lasers de alta potência não é muito alto. Portanto, a aplicação da tecnologia de processamento a laser na fabricação de máquinas agrícolas apresenta certas condições externas. Além disso, com o rápido desenvolvimento da industrialização agrícola, a força das empresas de produção agrícola aumentou significativamente e os requisitos de qualidade dos produtos tornaram-se cada vez mais elevados, o que proporciona motivação interna e condições para a aplicação da tecnologia de processamento a laser em máquinas agrícolas. fabricação. Portanto, a aplicação da tecnologia de processamento a laser na fabricação de máquinas agrícolas está atualmente em vigor. Pode-se prever que a introdução da tecnologia de processamento a laser melhorará muito o nível de fabricação de máquinas agrícolas.