Ako high-tech technológie, laserová technológia sa uplatňuje takmer vo všetkých oblastiach života. Technológia laserového spracovania sa vzťahuje na rôzne pokročilé technológie spracovania materiálov, ktoré využívajú laserové lúče s vysokou hustotou energie ako prostriedok na zmenu formy alebo vlastností materiálov prostredníctvom fyzikálnych a chemických interakcií medzi laserovými lúčmi a materiálmi. Laserové spracovanie zahŕňa viaceré disciplíny, ako je laserová fyzika, materiály, elektronika, stroje a inžiniersky prenos tepla, a integruje viaceré technológie, ako je laser, výroba, riadenie a počítačové aplikácie. Stala sa typickou pokročilou výrobnou technológiou, ktorá prekračuje viacero disciplín a integruje viaceré technológie. Laserové spracovanie má vlastnosti bezkontaktnosti, bez znečistenia, malej tepelne ovplyvnenej plochy, vysokej presnosti spracovania a voliteľného plošného spracovania a pri špecifických podmienkach spracovania je nenahraditeľné inými výrobnými metódami. Preto sa laserová technológia uplatnila v mnohých priemyselných odvetviach.

Vzhľadom na vlastnosti vlastnej aplikácie a zložitosť pracovného objektu má poľnohospodárska technika, najmä spätný dizajn a metódy spracovania v priemysle výroby poľnohospodárskych strojov, málo inovácií, dlhé cykly vývoja nových produktov, vysoké náklady, hrubú kvalitu výroby, a relatívne krátka životnosť produktu. Aby bolo možné rázne zlepšiť výrobnú technológiu poľnohospodárskych strojov a rozvíjať ju súbežne s inými odvetviami strojárskej výroby, je potrebné zvýšiť používanie pokročilých výrobných technológií, ako je laser, v poľnohospodárskej výrobe a zlepšiť úroveň moderných výrobných technológií vo výrobe poľnohospodárskych strojov. podnikov.

Aplikácia laserového rýchleho prototypovania vo výrobe poľnohospodárskych strojov:

Technológia rýchleho prototypovania je všeobecný pojem pre technológiu rýchlej výroby vzoriek alebo dielov priamo na základe CAD modelov. Integruje moderné vedecké a technologické výdobytky, ako sú CAD technológie, CNC technológie, laserové technológie a materiálové technológie, a je dôležitou súčasťou pokročilých výrobných technológií. Dokáže automaticky, priamo, rýchlo a presne zhmotniť nápady na dizajn do prototypov s určitými funkciami alebo priamo vyrábať diely na základe modelov CAD (elektronické modely) a vytvárať takmer akékoľvek zložité diely bez foriem a nástrojov, čím rieši problém rýchleho ukotvenia od návrhu po výroby. Preto táto technológia dokáže rýchlo vyhodnocovať a upravovať návrhy produktov, efektívne skrátiť cyklus výskumu a vývoja produktov, znížiť náklady na vývoj, splniť požiadavky dnešného stále viac konkurenčného trhu na rýchly vývoj a rýchlu výrobu nových produktov a zlepšiť konkurencieschopnosť produktov na trhu. komplexná konkurencieschopnosť podnikov.

Laserové selektívne spekanie je jednou z dôležitých procesných metód vo výrobe rýchleho prototypovania. Táto technológia využíva princíp pridávania materiálov vrstvu po vrstve na rezanie a rozdelenie trojrozmerného pevného modelu na vytvorenie skenovacej dráhy pre laserové spekanie; potom sa laserový lúč skenuje pozdĺž skenovacej dráhy xY laserovým skenerom na spekanie a asimiláciu rovnakého práškového materiálu tela (ako je plastový prášok, nylonový prášok, vosk, keramika alebo), zmiešaný prášok kovu a spojiva alebo kovový prášok, atď vrstvu po vrstve. Po spekaní a vrstvení po vrstvách sa nakoniec vytvorí požadovaný trojrozmerný obrobok. Táto výrobná metóda sa vyznačuje vysokou rýchlosťou tvarovania, vysokou presnosťou, dobrou kvalitou povrchu, jednoduchým následným spracovaním a úsporou času. Je to životne dôležitá technológia a vytvorila novú metódu rozvoja výrobnej technológie.

Výrobný proces poľnohospodárskych strojov má svoje vlastné charakteristiky. Väčšina dielov má zložité tvary, ako sú stroje na obrábanie pôdy, stroje na prípravu pôdy a stroje na zber. Okrem toho existuje veľa zložitých zakrivených povrchov, ako je zakrivený povrch telesa pluhu, rotačná čepeľ otočného oja, obežné koleso vodného čerpadla a podávacia skrutka atď., A ich tvary je potrebné prispôsobiť podľa konkrétnej výrobnej situácie. Preto vývoj takýchto častí poľnohospodárskych strojov pomocou tradičných metód mechanického spracovania trvá nielen dlho a komplexne spracovateľskou technológiou, ale je tiež ťažké dosiahnuť požadovaný efekt. Použitie pokročilej integrovanej technológie laserového rýchleho prototypovania nielen výrazne skracuje vývojový cyklus nových produktov a znižuje náklady na vývoj, ale tiež zlepšuje kvalitu výroby v porovnaní s tradičnými výrobnými metódami.

Aplikácia laserového spevnenia povrchu a tepelného spracovania:

Technológia laserového spevnenia povrchu a tepelného spracovania je nový typ technológie povrchovej úpravy materiálov vyvinutej za posledných 20 rokov. Princípom technológie spevnenia povrchu laserom je využitie vlastností silnej penetračnej schopnosti lasera. Keď sa kovový povrch zahreje na kritickú prechodovú teplotu tesne pod bodom topenia, jeho povrch sa rýchlo austenitizuje a potom rýchlo samovoľne ochladí a ochladí a kovový povrch sa rýchlo spevní. Laserové spevnenie povrchu a tepelné spracovanie možno rozdeliť do troch kategórií: Po prvé, kov sa pri ožiarení laserom neroztopí, ale zmení sa štruktúra. Tento typ procesu je hlavne kalenie so zmenou fázy laserom (laserové kalenie); po druhé, kov sa topí, keď je laser ožarovaný, a štruktúra sa mení po ochladení alebo sú pridané iné prvky na zlepšenie povrchových vlastností, vrátane tavenia laserom, laserového legovania, laserovej amorfizácie a mikrokryštalizácie; po tretie, kovový povrch sa pri ožiarení laserom vyparuje, čo spôsobuje zmenu štruktúry. Tento typ procesu je hlavne laserové šokové kalenie. Spoločným teoretickým základom vyššie uvedených rôznych procesov tepelného spracovania laserom je zákon interakcie medzi laserom a hmotou a jej metalurgické správanie.

Laserové tepelné spracovanie je vývojom a doplnkom tradičnej technológie tepelného spracovania. Dokáže vyriešiť problémy spevnenia materiálu, ktoré iné metódy povrchovej úpravy nedokážu vyriešiť alebo sa dajú len ťažko vyriešiť. Po laserovom ošetrení môže povrchová pevnosť odlievacej vrstvy dosiahnuť HRC60 alebo vyššiu a povrchová tvrdosť stredne uhlíkovej, vysoko uhlíkovej ocele a legovanej ocele môže dosiahnuť HRC70 alebo vyššiu, čím sa zlepší jej odolnosť proti opotrebeniu, odolnosť proti únave, odolnosť proti korózii a oxidácii. odolnosť a predĺženie jeho životnosti.

Laserové tepelné spracovanie je široko používané v automobilovom priemysle. Takmer všetky kľúčové časti mnohých vozidiel (ako je blok valcov, vložka valcov, kľukový hriadeľ, vačkový hriadeľ, výfukový ventil, sedlo ventilu alebo piestny krúžok atď.) môžu byť ošetrené tepelným spracovaním HJ laserom. Podobne by sa mali široko využívať aj poľnohospodárske lokomotívy. V poľnohospodárskej výrobe sú pracovné podmienky strojov rôznorodé. Niektoré stroje (pluhy, kultivátory, sejačky a kombajny) pracujú priamo v abrazívnych médiách, čo spôsobuje rýchle opotrebovanie mnohých dielov. Na druhej strane, aby sa dosiahla dostatočná pevnosť, spotreba materiálu stroja je veľká, čím sa nielen plytvá materiálmi, ale pôsobí aj objemne. Pre takéto diely je tvrdosť po ošetrení laserovým kalením o 5 % až 20 % vyššia ako pri bežnom kalení. Laserové legovanie môže vybrať nové materiály na vytvorenie novej zliatinovej vrstvy založenej na substráte, aby sa dosiahol uspokojivý výkon. Okrem toho, vďaka zlepšenému výkonu po ošetrení je možné zvoliť substráty s nízkym výkonom, čím sa zníži hmotnosť substrátu.

Aplikácia laseru pri opravách dielov poľnohospodárskych strojov:

Laserové opláštenie (taktiež známy ako tavenie laserom) je nová technológia povrchovej úpravy. Pridáva obkladový materiál na povrch substrátu a pomocou laserového lúča s vysokou energetickou hustotou ho roztaví spolu s tenkou vrstvou na povrchu substrátu za vzniku výplňovej plátovacej vrstvy, ktorá je metalurgicky spojená s povrchom substrátu. . Pretože laserové plátovanie môže pokrývať materiály s vysokou teplotou topenia na povrchu substrátov s nízkou teplotou topenia a zloženie materiálov nie je obmedzené bežnými termodynamickými podmienkami metalurgie zliatin. Preto je rozsah použitých obkladových materiálov pomerne široký, vrátane zliatin na báze niklu, kobaltu, železa, karbidových kompozitných zliatinových materiálov a keramických materiálov. Spomedzi nich je laserové plátovanie zliatinových materiálov a karbidových kompozitných materiálov relatívne vyspelé a bolo uvedené do praktického využitia. Vďaka takmer adiabatickému procesu rýchleho ohrevu generovaného vysokou hustotou energie laserového lúča má laserový povlak menší tepelný vplyv na substrát a spôsobuje menšiu deformáciu. Riadenie vstupnej energie lasera môže tiež obmedziť riedenie substrátu na veľmi nízku úroveň (menej ako 10 %), čím sa zachová vynikajúci výkon pôvodného obkladového materiálu.

Preto technológia laserového plátovania môže zlepšiť odolnosť povrchu materiálu proti opotrebeniu a korózii a používa sa hlavne na opravu dielov po opotrebovaní a zvýšenie výkonu novo vyrobených dielov. Pri dôležitých častiach (ako sú vložky valcov a piesty v poľnohospodárskych strojoch) je kvôli veľkému pracovnému zaťaženiu, vysokej teplote, vysokému tlaku, erózii a rôznym stupňom trenia veľmi veľké opotrebovanie a diely je potrebné vyradiť a vymeniť. pravidelne. V prípade strojov na obrábanie pôdy, strojov na prípravu pôdy a strojov na zber (ako sú pluhy, kultivátory, sejačky a kombajny) dochádza počas prevádzky k veľmi rýchlemu lokálnemu opotrebovaniu a diely sa vyraďujú z dôvodu miestneho poškodenia. Na zvýšenie životnosti dielov majú opravy veľký význam. Laserové spracovanie má jedinečnú výhodu selektívneho účinku a laserové opláštenie môže ľahko opraviť opotrebované diely, takže diely nie sú zošrotované v dôsledku lokálneho poškodenia, zlepšujú spoľahlivosť a životnosť dielov a opäť dosahujú lepšie požiadavky na výkon s najnižšími investičnými nákladmi. . Okrem toho oprava foriem pomocou lasera môže výrazne zvýšiť životnosť foriem a nie je obmedzená tvarom a veľkosťou. Malo by sa tiež dôrazne presadzovať a prijímať vo výrobe poľnohospodárskych strojov.

Niekoľko myšlienok o aplikácii laserovej technológie vo výrobe poľnohospodárskych strojov:

1. Technológia laserového spracovania sa energicky presadzuje v mnohých priemyselných odvetviach a jej aplikácia vo výrobe poľnohospodárskych strojov je tiež nevyhnutná. Výber typov spracovania a použitie laserov však musí začať od základov. Až po úplnom zvládnutí tejto pokročilej metódy spracovania možno tradičný proces lepšie zdokonaliť a využiť výhody nových technológií. Technológia laserového spracovania integruje moderné vedecké a technologické výdobytky, ako sú CAD technológie, CNC technológie, laserové technológie a materiálové technológie, pričom táto technológia pokrýva široký rozsah. Preto, keď sa spoločnosti poľnohospodárskych strojov zaoberajú laserovými výrobnými projektmi, musia analyzovať svoje vlastné podmienky a potreby, konzultovať s inými strojárskymi spoločnosťami, identifikovať smer, nájsť kombinačný bod, postupovať krok za krokom a vyhnúť sa tzv. krok“. Pretože technológia laserového spracovania sa vyvíja veľmi rýchlo, žiadna spoločnosť to nedokáže dosiahnuť v jednom kroku.
2. Aplikácia technológie laserového spracovania vo výrobe poľnohospodárskych strojov sa postupne stala populárnou po celom svete, najmä preto, že priemysel je ohromený aplikáciou laserovej technológie a jej skutočnými účinkami. Okrem toho dôvodom neprijatia laserovej technológie predtým bola nedostatočná publicita laserovej technológie a nedostatok praxe. Podniky poľnohospodárskych strojov by preto mali čo najskôr zaviesť a absorbovať zrelé výsledky vedeckého výskumu v priemyselnej výrobe, dobre využiť multifunkčné laserové spracovateľské centrá, ktoré boli v priemysle zriadené, a zabezpečiť, aby slúžili viac podnikom s poľnohospodárskymi strojmi.
3. V posledných rokoch sa výrobná technológia vysokovýkonných laserov a pomocných zariadení čoraz viac zdokonaľuje a jej základná teória a výrobná technológia sú čoraz zrelšie. V porovnaní s inými spracovateľskými zariadeniami nie je cena vysokovýkonných laserov príliš vysoká. Preto má aplikácia technológie laserového spracovania vo výrobe poľnohospodárskych strojov určité vonkajšie podmienky. Okrem toho s rýchlym rozvojom poľnohospodárskej industrializácie sa sila poľnohospodárskych výrobných podnikov výrazne zvýšila a požiadavky na kvalitu výrobkov boli stále vyššie a vyššie, čo poskytuje vnútornú motiváciu a podmienky pre aplikáciu technológie laserového spracovania v poľnohospodárskych strojoch. výroby. Preto je v súčasnosti vo výrobe poľnohospodárskych strojov aplikácia technológie laserového spracovania. Dá sa predpokladať, že zavedenie technológie laserového spracovania výrazne zlepší úroveň výroby poľnohospodárskych strojov.