Uporaba in prednosti tehnologije laserskega oblaganja v letalski in vesoljski industriji
Letalsko in vesoljsko področje ima izjemno stroge zahteve glede zmogljivosti materialov in kakovosti delov. Že manjše napake lahko povzročijo resne varnostne težave in ogromne gospodarske izgube. Z nenehnim napredkom znanosti in tehnologije, tehnologija laserske obloge, kot napredna tehnologija modifikacije in popravila površin, se vse bolj uporablja na področju vesoljske in letalske industrije ter zagotavlja močno tehnično podporo za izboljšanje zmogljivosti in zanesljivosti letalskih delov.
1. Specifična uporaba tehnologije laserskega oblaganja na področju vesoljske in letalske industrije
(I) Popravilo in krepitev delov letalskih motorjev
Letalski motorji delujejo v težkih delovnih pogojih visoke temperature, visokega tlaka in velike hitrosti. Njihovi deli, kot so lopatice turbin, vodilne lopatice, deli zgorevalne komore itd., so nagnjeni k obrabi, koroziji in toplotni utrujenosti. Tehnologija laserskega oblaganja lahko nanese visokozmogljive legirane prevleke na površino poškodovanih delov, popravi obrabljene in korodirane dele, izboljša trdoto površine, odpornost proti obrabi, koroziji in toplotni utrujenosti delov ter podaljša življenjsko dobo letalskih motorjev.
Na primer, pri lopaticah turbin se zaradi visoke temperature delovnega okolja, več kot 1000 ℃, ter drgnjenja in korozije zaradi hitrega pretoka plina na površini lopatice pojavljajo razpoke in obraba. Tehnologija laserskega oblaganja se uporablja za oblaganje površine lopatice z visokotemperaturno, obrabno in korozijsko odporno prevleko iz zlitine na osnovi kobalta ali niklja, ki lahko učinkovito popravi poškodbe na površini lopatice ter izboljša življenjsko dobo in zanesljivost lopatice.
(II) Popravilo in krepitev konstrukcijskih delov zrakoplova
Med dolgotrajnim letom letala so njegovi strukturni deli, kot so krila, trup, podvozje itd., zlahka pod vplivom dejavnikov, kot so utrujenostne obremenitve, korozija in tuji vplivi, kar povzroča težave, kot so razpoke, obraba in korozija. Tehnologija laserskega oblaganja lahko na poškodovane dele strukturnih delov nanese visoko trdne, utrujenostno odporne in korozijsko odporne prevleke iz zlitin, popravi poškodbe strukturnih delov, izboljša trdnost in utrujenostno življenjsko dobo strukturnih delov ter zagotovi varnost leta letala.
Na primer, pri letalskem podvozju so batnica, aktuator in drugi deli podvozja zaradi ogromnih udarnih obremenitev in trenja med pristankom in vožnjo po tleh nagnjeni k obrabi in koroziji. Uporaba tehnologije laserskega oblaganja za oblaganje površine teh delov z obrabno in korozijsko odpornimi prevlekami iz zlitin lahko učinkovito izboljša življenjsko dobo in zanesljivost delov podvozja.
(III) Proizvodnja letalskih in vesoljskih delov
Tehnologija laserskega oblaganja se lahko uporablja za izdelavo nekaterih kompleksnih delov v letalski in vesoljski industriji, kot so tankostenski konstrukcijski deli, votle lopatice, satasti konstrukcijski deli itd. S tehnologijo laserskega oblaganja je mogoče doseči skoraj neto obliko izdelave delov, zmanjšati dodatke za obdelavo, izboljšati porabo materiala in zmanjšati proizvodne stroške.
Na primer, pri uporabi tehnologija laserske obloge Za izdelavo votlih rezil se lahko kovinski materiali plast za plastjo nanesejo na jedro, da se oblikuje oblika rezila, nato pa se jedro odstrani, da se dobi votlo rezilo. Ta proizvodna metoda lahko ustvari rezila s kompleksno notranjo strukturo in visoko zmogljivostjo, kar izboljša delovno učinkovitost in zanesljivost rezila.
2. Superiornost tehnologije laserskega oblaganja na področju vesoljske in vesoljske industrije
(I) Visoka natančnost in visoka vodljivost
Tehnologija laserskega oblaganja uporablja laserski žarek z visoko gostoto energije kot vir toplote, ki omogoča natančno lokalno segrevanje in oblaganje. Debelino, širino in obliko obložene plasti je mogoče natančno nadzorovati z nastavitvijo parametrov laserskega procesa, kar lahko zadosti zahtevam visoko natančnih popravil in izdelave letalskih in vesoljskih delov.
(II) Območje z nizkim vplivom toplote
Hitrosti segrevanja in hlajenja med postopkom laserskega oblaganja so zelo visoke, vnos toplote je majhen, območje vpliva toplote na osnovnem materialu pa je majhno, kar ne povzroča deformacije osnovnega materiala in poslabšanja organizacijskih lastnosti. Omogoča ohranjanje dimenzijske natančnosti in mehanskih lastnosti delov in komponent, še posebej primerno za popravilo in izdelavo letalskih materialov z visoko občutljivostjo na toploto.
(III) Dobra metalurška vezava
Lasersko obložena plast tvori močno metalurško vez z osnovnim materialom, z visoko trdnostjo vezi in ni nagnjena k luščenju, razpokanju in drugim težavam, kar lahko zagotovi dobro zanesljivost in življenjsko dobo popravljenih in izdelanih delov.
(IV) Visokozmogljivi obložni materiali
Tehnologija laserskega oblaganja lahko izbere različne visokozmogljive zlitine kot materiale za oblaganje, kot so visokotemperaturne zlitine, titanove zlitine, zlitine na osnovi kobalta, zlitine na osnovi niklja itd. Ti materiali imajo odlične mehanske lastnosti, odpornost proti koroziji in visokotemperaturne lastnosti ter lahko izpolnjujejo visokozmogljive zahteve glede delov in komponent na področju vesoljske in vesoljske industrije.
(V) Zeleno in okoljsko varstvo
Tehnologija laserskega oblaganja je zelena in okolju prijazna proizvodna tehnologija. Med postopkom oblaganja ne proizvaja onesnaževal, kot so odpadni plini, odpadna voda in ostanki odpadkov. Je okolju prijazna in izpolnjuje okoljske zahteve letalske in vesoljske panoge.
3. Sklepi, ki izhajajo iz situacije, opisane v tem članku
Tehnologija laserskega oblaganja ima široke možnosti uporabe in ogromen razvojni potencial na področju vesoljske in letalske industrije. Z popravilom in krepitvijo delov vesoljskih motorjev in konstrukcijskih delov letal ter izdelavo vesoljskih delov lahko izboljša delovanje in zanesljivost vesoljskih delov, zmanjša stroške vzdrževanja, podaljša življenjsko dobo in zagotovi močno tehnično podporo za razvoj vesoljske industrije. Z nenehnim razvojem in izboljševanjem tehnologije laserskega oblaganja se verjame, da bo njena uporaba na področju vesoljske in letalske industrije vse bolj obsežna in bo še bolj prispevala k napredku vesoljske tehnologije.
James Liu
James Liu – glavni inženir, DED Laser Metal Additive Manufacturing G. James Liu je ugleden strokovnjak in tehnični vodja na področju usmerjenega nanašanja energije (DED) z laserskim nanašanjem kovin (AM). Specializiran je za raziskovanje mehanizmov interakcije med visokoenergijskimi laserji in kovinskimi materiali ter je predan napredku industrializacije te tehnologije za visokozmogljive proizvodne aplikacije. Kot glavni izumitelj je g. Liu prejel številne ključne nacionalne patente za izume. Ti patenti zajemajo ključne vidike tehnologije DED, vključno z zasnovo laserske glave, postopki dovajanja prahu, spremljanjem talilne lokve in načrtovanjem poti izdelave. Je globoko odgovoren ...