Ca tehnologie de înaltă tehnologie, tehnologie laser a fost aplicat în aproape toate domeniile vieții. Tehnologia de procesare cu laser se referă la diferite tehnologii avansate de procesare a materialelor care utilizează fascicule laser de înaltă densitate energetică ca mijloc de a schimba forma sau proprietățile materialelor prin interacțiuni fizice și chimice dintre fasciculele laser și materiale. Prelucrarea cu laser implică mai multe discipline, cum ar fi fizica laserului, materialele, electronica, mașinile și transferul de căldură de inginerie și integrează mai multe tehnologii precum laserul, producția, controlul și aplicațiile computerizate. A devenit o tehnologie avansată tipică de producție care traversează mai multe discipline și integrează mai multe tehnologii. Prelucrarea cu laser are caracteristicile fără contact, fără poluare, suprafață mică afectată de căldură, precizie ridicată a procesării și prelucrare opțională a zonei și este de neînlocuit cu alte metode de fabricație în condiții specifice de procesare. Prin urmare, tehnologia laser a fost aplicată în multe industrii.

Datorită caracteristicilor propriei aplicații și complexității obiectului de lucru, mașinile agricole, în special metodele de proiectare și procesare înapoi în industria de fabricare a mașinilor agricole, au puține inovații, cicluri lungi de dezvoltare a produselor noi, costuri ridicate, calitate brută a producției, și durata de viață relativ scurtă a produsului. Pentru a îmbunătăți viguros tehnologia de fabricație a mașinilor agricole și pentru a o dezvolta în paralel cu alte industrii de fabricare a mașinilor, este necesar să creștem aplicarea tehnologiilor avansate de fabricație, cum ar fi laserul în producția agricolă și să îmbunătățim nivelul de tehnologie de producție modernă a producției de mașini agricole. întreprinderilor.

Aplicarea prototipului rapid cu laser în producția de mașini agricole:

Tehnologia de prototipare rapidă este un termen general pentru tehnologia de producție rapidă de mostre sau piese direct bazate pe modele CAD. Acesta integrează realizările științifice și tehnologice moderne, cum ar fi tehnologia CAD, tehnologia CNC, tehnologia laser și tehnologia materialelor și este o parte importantă a tehnologiei avansate de fabricație. Poate materializa automat, direct, rapid și precis ideile de proiectare în prototipuri cu anumite funcții sau poate produce direct piese pe baza modelelor CAD (modele electronice) și poate genera aproape orice piese complexe fără matrițe și unelte, rezolvând problema andocării rapide de la proiectare la de fabricație. Prin urmare, această tehnologie poate evalua și modifica rapid designul produselor, poate scurta în mod eficient ciclul de cercetare și dezvoltare a produsului, poate reduce costurile de dezvoltare, poate îndeplini cerințele pieței din ce în ce mai competitivă de astăzi pentru dezvoltarea rapidă și fabricarea rapidă a produselor noi și îmbunătățirea competitivității pe piață a produselor și a competitivitatea globală a întreprinderilor.

Sinterizarea selectivă cu laser este una dintre metodele importante de proces în fabricarea de prototipuri rapide. Această tehnologie folosește principiul adăugării de materiale strat cu strat pentru a tăia și a împărți modelul solid tridimensional pentru a genera o cale de scanare pentru sinterizarea cu laser; apoi, fasciculul laser este scanat de-a lungul traseului de scanare de un scaner laser xY pentru a sinteriza și a asimila același material de pulbere corporală (cum ar fi pulbere de plastic, pulbere de nailon, ceară, ceramică sau), pulbere amestecată de metal și liant sau pulbere metalică, etc strat cu strat. După sinterizare și stivuire strat cu strat, piesa de prelucrat tridimensională necesară este în sfârșit formată. Această metodă de fabricație are caracteristicile unei viteze rapide de formare, precizie ridicată, calitate bună a suprafeței, post-procesare simplă și economie de timp. Este o tehnologie vitală și a creat o nouă metodă de dezvoltare a tehnologiei de fabricație.

Procesul de producție a mașinilor agricole are propriile sale caracteristici. Majoritatea pieselor au forme complexe, cum ar fi utilaje de prelucrare a solului, mașini de pregătire a terenului și mașini de recoltat. În plus, există multe suprafețe curbate complexe, cum ar fi suprafața curbată a corpului plugului, lama rotativă a motocultorului, rotorul pompei de apă și șurubul de alimentare etc., iar formele lor trebuie ajustate în consecință în funcție de situația specifică de producție. Prin urmare, dezvoltarea unor astfel de piese de mașini agricole folosind metode tradiționale de prelucrare mecanică nu numai că necesită mult timp și tehnologie de procesare complexă, dar este și dificilă obținerea efectului dorit. Utilizarea tehnologiei integrate avansate de prototipare rapidă cu laser nu numai că scurtează foarte mult ciclul de dezvoltare a noilor produse și reduce costurile de dezvoltare, dar îmbunătățește și calitatea producției față de metodele tradiționale de fabricație.

Aplicarea întăririi suprafeței cu laser și a tratamentului termic:

Tehnologia de întărire a suprafeței cu laser și tratament termic este un nou tip de tehnologie de tratare a suprafeței materialelor dezvoltată în ultimii 20 de ani. Principiul tehnologiei de întărire a suprafeței laser este de a utiliza caracteristicile capacității puternice de penetrare a laserului. Când suprafața metalului este încălzită la o temperatură critică de tranziție chiar sub punctul de topire, suprafața sa este rapid austenitizată și apoi rapid auto-răcită și stinsă, iar suprafața metalului este rapid întărită. Întărirea suprafeței cu laser și tratamentul termic pot fi împărțite în trei categorii: În primul rând, metalul nu se topește atunci când laserul este iradiat, dar structura se schimbă. Acest tip de proces este în principal călirea cu schimbare de fază cu laser (călirea cu laser); în al doilea rând, metalul se topește atunci când laserul este iradiat, iar structura se modifică după răcire sau se adaugă alte elemente pentru a îmbunătăți proprietățile suprafeței, inclusiv topirea cu laser, alierea cu laser, amorfizarea cu laser și microcristalizarea; în al treilea rând, suprafața metalică se vaporizează atunci când laserul este iradiat, provocând astfel o modificare a structurii. Acest tip de proces este în principal întărirea la șoc cu laser. Baza teoretică comună a diferitelor procese de tratare termică cu laser menționate mai sus este legea interacțiunii dintre laser și materie și comportamentul său metalurgic.

Tratamentul termic cu laser este dezvoltarea și completarea tehnologiei tradiționale de tratament termic. Poate rezolva problemele de întărire a materialului pe care alte metode de tratare a suprafețelor nu le pot rezolva sau sunt greu de rezolvat. După tratamentul cu laser, rezistența suprafeței stratului de turnare poate ajunge la HRC60 sau mai mult, iar duritatea suprafeței de carbon mediu, oțel cu conținut ridicat de carbon și oțel aliat poate ajunge la HRC70 sau mai mult, îmbunătățind astfel rezistența la uzură, rezistența la oboseală, rezistența la coroziune și oxidare. rezistență și prelungirea duratei de viață a acestuia.

Tratamentul termic cu laser este utilizat pe scară largă în industria auto. Aproape toate părțile cheie ale multor vehicule (cum ar fi blocul cilindrilor, căptușele cilindrilor, arborele cotit, arborele cu came, supapa de evacuare, scaunul supapei sau inelul pistonului etc.) pot fi tratate cu tratament termic cu laser HJ. În mod similar, locomotivele agricole ar trebui, de asemenea, utilizate pe scară largă. În producția agricolă, condițiile de lucru ale mașinilor sunt variate. Unele mașini (pluguri, cultivatoare, semănătoare și recoltatoare) lucrează direct în medii abrazive, ceea ce provoacă uzura rapidă a multor piese. Pe de altă parte, pentru a obține o rezistență suficientă, consumul de material al mașinii este mare, ceea ce nu numai că risipește materiale, dar pare și voluminos. Pentru astfel de piese, duritatea după tratamentul de călire cu laser este cu 5% până la 20% mai mare decât cea a călirii convenționale. Aliarea cu laser poate selecta noi materiale pentru a forma un nou strat de aliaj pe baza substratului pentru a obține performanțe satisfăcătoare. În plus, datorită performanței îmbunătățite după tratament, pot fi selectate substraturi cu performanță scăzută, reducând astfel masa substratului.

Aplicarea laserului în repararea pieselor de mașini agricole:

Placare cu laser (de asemenea cunoscut ca si topirea cu laser) este o nouă tehnologie de modificare a suprafeței. Acesta adaugă material de placare la suprafața substratului și folosește un fascicul laser cu densitate mare de energie pentru a-l topi împreună cu un strat subțire pe suprafața substratului pentru a forma un strat de acoperire de umplutură care este lipit metalurgic pe suprafața substratului. . Deoarece placarea cu laser poate placa materiale cu punct de topire ridicat pe suprafața substraturilor cu punct de topire scăzut, iar compoziția materialelor nu este limitată de condițiile termodinamice obișnuite ale metalurgiei aliajelor. Prin urmare, gama de materiale de placare utilizate este destul de largă, inclusiv pe bază de nichel, pe bază de cobalt, aliaje pe bază de fier, materiale din aliaje compozite cu carbură și materiale ceramice. Printre acestea, placarea cu laser a materialelor aliaje și a materialelor compozite cu carbură este relativ matură și a fost pusă în practică. Datorită procesului de încălzire rapidă aproape adiabatic generat de densitatea mare de energie a fasciculului laser, placarea laser are un impact termic mai mic asupra substratului și provoacă mai puține deformari. Controlul energiei de intrare a laserului poate limita, de asemenea, diluția substratului la un nivel foarte scăzut (mai puțin de 10%), menținând astfel performanța excelentă a materialului de placare original.

Prin urmare, tehnologia de placare cu laser poate îmbunătăți rezistența la uzură și rezistența la coroziune a suprafeței materialului și este utilizată în principal pentru repararea pieselor după uzură și îmbunătățirea performanței pieselor nou fabricate. Pentru piese importante (cum ar fi căptușele cilindrilor și pistoanele din mașinile agricole), datorită sarcinii de lucru mari, temperaturii ridicate, presiunii ridicate, eroziunii și diferitelor grade de frecare, uzura este foarte mare, iar piesele trebuie casate și înlocuite. in mod regulat. Pentru mașinile de prelucrare a solului, mașinile de pregătire a terenului și mașinile de recoltat (cum ar fi pluguri, cultivatoare, semănătoare și secerătoare), uzura locală este foarte rapidă în timpul funcționării, iar piesele sunt casate din cauza deteriorării locale. Pentru a crește durata de viață a pieselor, lucrările de reparații sunt de mare importanță. Prelucrarea cu laser are avantajul unic al efectului selectiv, iar placarea cu laser poate repara cu ușurință piesele uzate, astfel încât piesele să nu fie casate din cauza deteriorării locale, să îmbunătățească fiabilitatea și durata de viață a pieselor și să realizeze din nou cerințe de performanță mai bune cu cel mai mic cost de investiție . În plus, repararea matrițelor cu lasere poate crește foarte mult durata de viață a matrițelor și nu este limitată de formă și dimensiune. De asemenea, ar trebui să fie promovat și adoptat cu fermitate în producția de mașini agricole.

Câteva gânduri despre aplicarea tehnologiei laser în producția de mașini agricole:

1. Tehnologia de prelucrare cu laser a fost promovată energic în multe industrii, iar aplicarea acesteia în fabricarea de mașini agricole este, de asemenea, imperativă. Cu toate acestea, selecția tipurilor de procesare și utilizarea laserelor trebuie să plece de la bază. Numai atunci când această metodă avansată de procesare este stăpânită pe deplin, procesul tradițional poate fi îmbunătățit mai bine și avantajele noilor tehnologii pot fi aduse în joc. Tehnologia de prelucrare cu laser integrează realizări științifice și tehnologice moderne, cum ar fi tehnologia CAD, tehnologia CNC, tehnologia laser și tehnologia materialelor, iar tehnologia acoperă o gamă largă. Prin urmare, atunci când companiile de mașini agricole sunt angajate în proiecte de producție cu laser, acestea trebuie să își analizeze propriile condiții și nevoi, să consulte alte companii de mașini, să identifice direcția, să găsească punctul de combinare, să procedeze pas cu pas și să evite așa-numitul „unu- Etapa". Deoarece tehnologia de procesare cu laser se dezvoltă foarte rapid, nicio companie nu o poate realiza într-un singur pas.
2. Aplicarea tehnologiei de prelucrare cu laser în fabricarea de mașini agricole a devenit treptat populară în întreaga lume, în principal pentru că industria este impresionată de aplicarea tehnologiei laser și de efectele sale reale. În plus, motivul lipsei de adoptare a tehnologiei laser înainte a fost faptul că a existat o publicitate insuficientă a tehnologiei laser și lipsa de practică. Prin urmare, întreprinderile de mașini agricole ar trebui să introducă și să absoarbă rezultatele cercetării științifice mature în producția industrială cât mai curând posibil, să folosească bine centrele de procesare laser multifuncționale care au fost înființate în industrie și să le facă să servească mai multe întreprinderi de mașini agricole.
3. În ultimii ani, tehnologia de fabricație a laserelor de mare putere și a echipamentelor auxiliare a fost din ce în ce mai îmbunătățită, iar teoria de bază și tehnologia de producție au devenit din ce în ce mai mature. În comparație cu alte echipamente de procesare, prețul laserelor de mare putere nu este foarte mare. Prin urmare, aplicarea tehnologiei de prelucrare cu laser în fabricarea de mașini agricole are anumite condiții externe. În plus, odată cu dezvoltarea rapidă a industrializării agricole, puterea întreprinderilor de producție agricolă a fost îmbunătățită semnificativ, iar cerințele pentru calitatea produsului au devenit din ce în ce mai mari, ceea ce oferă motivație internă și condiții pentru aplicarea tehnologiei de prelucrare cu laser în mașinile agricole. de fabricație. Prin urmare, aplicarea tehnologiei de prelucrare cu laser în producția de mașini agricole este în prezent în vigoare. Se poate prevedea că introducerea tehnologiei de prelucrare cu laser va îmbunătăți considerabil nivelul de producție al mașinilor agricole.