высокотехнологичные технологии, лазерная технология применяется практически во всех сферах жизни. Технология лазерной обработки относится к различным передовым технологиям обработки материалов, в которых используются лазерные лучи высокой плотности в качестве средства изменения формы или свойств материалов посредством физических и химических взаимодействий между лазерными лучами и материалами. Лазерная обработка включает в себя несколько дисциплин, таких как лазерная физика, материалы, электроника, машиностроение и инженерная теплопередача, а также объединяет множество технологий, таких как лазер, производство, управление и компьютерные приложения. Это стало типичной передовой производственной технологией, которая пересекает несколько дисциплин и объединяет множество технологий. Лазерная обработка отличается бесконтактностью, отсутствием загрязнения, небольшой площадью термического воздействия, высокой точностью обработки и возможностью дополнительной обработки площади, а также незаменима другими методами производства при определенных условиях обработки. Поэтому лазерные технологии нашли применение во многих отраслях промышленности.

Из-за особенностей своего применения и сложности рабочего объекта сельскохозяйственная техника, особенно отсталые методы проектирования и обработки в отрасли производства сельскохозяйственной техники, имеет мало инноваций, длительные циклы разработки новых продуктов, высокие затраты, грубое качество изготовления, и относительно короткий срок службы продукта. Чтобы энергично совершенствовать технологию производства сельскохозяйственной техники и развивать ее параллельно с другими машиностроительными отраслями, необходимо расширить применение передовых производственных технологий, таких как лазер, в сельскохозяйственном производстве и повысить современный уровень технологии производства сельскохозяйственной техники. предприятия.

Применение лазерного быстрого прототипирования в производстве сельскохозяйственной техники:

Технология быстрого прототипирования — это общий термин, обозначающий технологию быстрого изготовления образцов или деталей непосредственно на основе моделей САПР. Он объединяет современные научные и технологические достижения, такие как технологии САПР, технологии ЧПУ, лазерные технологии и технологии материалов, и является важной частью передовых производственных технологий. Он может автоматически, напрямую, быстро и точно материализовать конструкторские идеи в прототипы с определенными функциями или напрямую изготавливать детали на основе моделей САПР (электронных моделей), а также генерировать практически любые сложные детали без форм и инструментов, решая задачу быстрой стыковки от проектирования к производство. Таким образом, эта технология может быстро оценить и изменить конструкцию продукта, эффективно сократить цикл исследований и разработок продукта, снизить затраты на разработку, удовлетворить требования сегодняшнего все более конкурентного рынка для быстрой разработки и быстрого производства новых продуктов, а также повысить рыночную конкурентоспособность продуктов и комплексная конкурентоспособность предприятий.

Лазерное селективное спекание является одним из важных технологических методов в производстве быстрого прототипирования. Эта технология использует принцип добавления материалов слой за слоем для разрезания и разделения трехмерной твердотельной модели для создания пути сканирования для лазерного спекания; затем лазерный луч сканируется вдоль траектории сканирования с помощью лазерного сканера xY для спекания и ассимиляции одного и того же порошкового материала корпуса (например, пластикового порошка, нейлонового порошка, воска, керамики или), смешанного порошка металла и связующего или металлического порошка, и т. д. слой за слоем. После спекания и послойной укладки окончательно формируется необходимая трехмерная заготовка. Этот метод производства отличается высокой скоростью формовки, высокой точностью, хорошим качеством поверхности, простой последующей обработкой и экономией времени. Это жизненно важная технология, которая создала новый метод развития производственных технологий.

Процесс производства сельскохозяйственной техники имеет свои особенности. Большинство деталей имеют сложную форму, например, машины для обработки почвы, машины для подготовки почвы и уборочная техника. Кроме того, существует множество сложных криволинейных поверхностей, таких как изогнутая поверхность корпуса плуга, вращающееся лезвие культиватора, рабочее колесо водяного насоса и подающий шнек и т. д., и их формы необходимо соответствующим образом корректировать в соответствии с конкретной производственной ситуацией. Поэтому разработка таких деталей сельскохозяйственной техники с использованием традиционных методов механической обработки не только требует длительного времени и сложной технологии обработки, но и трудно достигает желаемого эффекта. Использование передовой интегрированной технологии лазерного быстрого прототипирования не только значительно сокращает цикл разработки новых продуктов и снижает затраты на разработку, но также повышает качество производства по сравнению с традиционными методами производства.

Применение лазерного упрочнения поверхности и термообработки:

Технология лазерного упрочнения поверхности и термообработки — это новый тип технологии обработки поверхности материала, разработанный за последние 20 лет. Принцип технологии лазерного укрепления поверхности заключается в использовании характеристик высокой проникающей способности лазера. Когда поверхность металла нагревается до критической температуры перехода чуть ниже точки плавления, ее поверхность быстро аустенизируется, а затем быстро самоохлаждается и закаливается, а поверхность металла быстро упрочняется. Лазерное упрочнение поверхности и термообработку можно разделить на три категории: Во-первых, металл при лазерном облучении не плавится, а меняется структура. Этот тип процесса в основном представляет собой лазерную закалку с фазовым переходом (лазерную закалку); во-вторых, металл плавится при воздействии лазера, а структура изменяется после охлаждения или добавления других элементов для улучшения свойств поверхности, включая лазерное плавление, лазерное легирование, лазерную аморфизацию и микрокристаллизацию; в-третьих, металлическая поверхность испаряется под воздействием лазера, вызывая тем самым изменение структуры. Этот тип процесса в основном представляет собой лазерную ударную закалку. Общей теоретической основой вышеупомянутых различных процессов лазерной термообработки является закон взаимодействия лазера с веществом и его металлургическое поведение.

Лазерная термообработка является развитием и дополнением традиционной технологии термообработки. Он может решить проблемы упрочнения материала, которые другие методы обработки поверхности не могут решить или решить с трудом. После лазерной обработки прочность поверхности литейного слоя может достигать HRC60 или выше, а поверхностная твердость среднеуглеродистой, высокоуглеродистой и легированной стали может достигать HRC70 или выше, тем самым улучшая ее износостойкость, усталостную стойкость, коррозионную стойкость и стойкость к окислению. сопротивление и продление срока службы.

Лазерная термообработка широко применяется в автомобильной промышленности. Практически все ключевые детали многих автомобилей (такие как блок цилиндров, гильза цилиндра, коленчатый вал, распределительный вал, выпускной клапан, седло клапана или поршневое кольцо и т. д.) можно подвергнуть лазерной термообработке HJ. Аналогично, следует широко использовать и сельскохозяйственные локомотивы. В сельскохозяйственном производстве условия работы машин разнообразны. Некоторые машины (плуги, культиваторы, сеялки и комбайны) работают непосредственно в абразивных средах, в результате чего многие детали быстро изнашиваются. С другой стороны, чтобы получить достаточную прочность, расход материала машины велик, что не только приводит к перерасходу материалов, но и выглядит громоздким. Твердость таких деталей после лазерной закалки на 5–20 % выше, чем при обычной закалке. Лазерное легирование позволяет выбирать новые материалы для формирования нового слоя сплава на основе подложки для получения удовлетворительных характеристик. Кроме того, благодаря улучшенным характеристикам после обработки можно выбирать подложки с низкими эксплуатационными характеристиками, тем самым уменьшая массу подложки.

Применение лазера при ремонте деталей сельскохозяйственной техники:

Лазерная наплавка (также известный как лазерное плавление) — новая технология модификации поверхности. Он добавляет плакирующий материал на поверхность подложки и использует лазерный луч с высокой плотностью энергии, чтобы расплавить его вместе с тонким слоем на поверхности подложки, чтобы сформировать плакирующий слой наполнителя, который металлургически связан с поверхностью подложки. . Поскольку лазерная наплавка позволяет плакировать тугоплавкие материалы на поверхность легкоплавких подложек, а состав материалов не ограничен обычными термодинамическими условиями металлургии сплавов. Поэтому спектр используемых плакирующих материалов достаточно широк и включает сплавы на основе никеля, кобальта, железа, карбидные композиционные сплавные материалы и керамические материалы. Среди них лазерная наплавка сплавов и карбидных композиционных материалов является относительно развитой и уже введена в практическое использование. Благодаря почти адиабатическому быстрому процессу нагрева, создаваемому высокой плотностью энергии лазерного луча, лазерная наплавка оказывает меньшее тепловое воздействие на подложку и вызывает меньшую деформацию. Контроль входной энергии лазера также может ограничить разбавление подложки до очень низкого уровня (менее 10%), тем самым сохраняя отличные характеристики исходного плакирующего материала.

Таким образом, технология лазерной наплавки может улучшить износостойкость и коррозионную стойкость поверхности материала и в основном используется для ремонта деталей после износа и повышения характеристик вновь изготовленных деталей. Для важных деталей (таких как гильзы цилиндров и поршни в сельскохозяйственной технике) из-за большой рабочей нагрузки, высокой температуры, высокого давления, эрозии и различной степени трения степень износа очень велика, и детали необходимо утилизировать и заменить. регулярно. У машин для обработки почвы, подготовки почвы и уборочной техники (таких как плуги, культиваторы, сеялки и комбайны) во время работы происходит очень быстрый локальный износ, и детали сдаются в металлолом из-за локальных повреждений. Для увеличения срока службы деталей большое значение имеют ремонтные работы. Лазерная обработка имеет уникальное преимущество избирательного эффекта, а лазерная наплавка позволяет легко восстанавливать изношенные детали, исключая их списание из-за локальных повреждений, повышая надежность и срок службы деталей, а также снова достигая более высоких требований к производительности с наименьшими инвестиционными затратами. . Кроме того, ремонт форм с помощью лазеров может значительно увеличить срок службы форм и не ограничивается формой и размером. Его также следует активно продвигать и внедрять в производстве сельскохозяйственной техники.

Несколько мыслей по поводу применения лазерных технологий в производстве сельскохозяйственной техники:

1. Технология лазерной обработки активно продвигается во многих отраслях промышленности, и ее применение в производстве сельскохозяйственной техники также является обязательным. Однако выбор типов обработки и использование лазеров следует начинать с азов. Только когда этот передовой метод обработки будет полностью освоен, традиционный процесс можно будет улучшить и использовать преимущества новых технологий. Технология лазерной обработки объединяет современные научные и технологические достижения, такие как технологии САПР, технологии ЧПУ, лазерные технологии и технологии материалов, и эта технология охватывает широкий диапазон. Поэтому, когда компании-производители сельскохозяйственной техники участвуют в проектах лазерного производства, они должны проанализировать свои собственные условия и потребности, проконсультироваться с другими машиностроительными компаниями, определить направление, найти точку объединения, действовать шаг за шагом и избегать так называемых «одно- шаг". Поскольку технологии лазерной обработки развиваются очень быстро, ни одна компания не может достичь этого за один шаг.
2. Применение технологии лазерной обработки в производстве сельскохозяйственной техники постепенно стало популярным во всем мире, главным образом потому, что отрасль впечатлена применением лазерной технологии и ее реальными эффектами. Кроме того, причиной отсутствия внедрения лазерных технологий раньше было недостаточная пропаганда лазерных технологий и отсутствие практики. Поэтому предприятиям сельскохозяйственного машиностроения следует как можно скорее внедрить и освоить в промышленном производстве результаты зрелых научных исследований, эффективно использовать созданные в отрасли многофункциональные центры лазерной обработки и заставить их обслуживать больше предприятий сельскохозяйственного машиностроения.
3. В последние годы технология изготовления мощных лазеров и вспомогательного оборудования все более совершенствуется, а ее базовая теория и технология производства становятся все более зрелыми. По сравнению с другим обрабатывающим оборудованием цена мощных лазеров не очень высока. Поэтому применение технологии лазерной обработки в сельскохозяйственном машиностроении имеет определенные внешние условия. Кроме того, с быстрым развитием индустриализации сельского хозяйства значительно усилились мощности сельскохозяйственных производственных предприятий, а требования к качеству продукции становятся все выше, что обеспечивает внутреннюю мотивацию и условия для применения технологии лазерной обработки в сельскохозяйственном машиностроении. производство. Поэтому в настоящее время существует применение технологии лазерной обработки в производстве сельскохозяйственной техники. Можно прогнозировать, что внедрение технологии лазерной обработки значительно повысит уровень производства сельскохозяйственной техники.