Як високотехнологічні технології, лазерна технологія застосовувався майже в усіх сферах життя. Технологія лазерної обробки стосується різноманітних передових технологій обробки матеріалів, які використовують лазерні промені високої щільності енергії як засіб зміни форми або властивостей матеріалів за допомогою фізичних і хімічних взаємодій між лазерними променями та матеріалами. Лазерна обробка включає в себе кілька дисциплін, таких як лазерна фізика, матеріали, електроніка, машини та інженерна теплопередача, і об’єднує численні технології, такі як лазер, виробництво, керування та комп’ютерне застосування. Це стало типовою передовою виробничою технологією, яка перетинає кілька дисциплін та об’єднує декілька технологій. Лазерна обробка має такі характеристики, як безконтактність, відсутність забруднення, невелика площа термічного впливу, висока точність обробки та додаткова обробка площі, і вона незамінна іншими методами виробництва за певних умов обробки. Тому лазерна технологія знайшла застосування в багатьох галузях промисловості.

Через особливості власного застосування та складність робочого об’єкта сільськогосподарська техніка, особливо відстала конструкція та методи обробки в галузі виробництва сільськогосподарських машин, має мало інновацій, довгі цикли розробки нових продуктів, високу вартість, грубу якість виготовлення, і відносно короткий термін служби продукту. Для того, щоб активно вдосконалювати технологію виробництва сільськогосподарської техніки та розвивати її паралельно з іншими машинобудівними галузями, необхідно збільшити застосування передових виробничих технологій, таких як лазер, у сільськогосподарському виробництві та підвищити рівень сучасної технології виробництва сільськогосподарської техніки. підприємств.

Застосування лазерного швидкого прототипування в сільськогосподарському машинобудуванні:

Технологія швидкого прототипування — це загальний термін для технології швидкого виготовлення зразків або деталей безпосередньо на основі моделей САПР. Він об’єднує сучасні науково-технічні досягнення, такі як технологія CAD, технологія з ЧПК, лазерна технологія та технологія матеріалів, і є важливою частиною передових виробничих технологій. Він може автоматично, безпосередньо, швидко й точно матеріалізувати дизайнерські ідеї в прототипи з певними функціями або безпосередньо виготовляти деталі на основі моделей САПР (електронні моделі) і генерувати майже будь-які складні деталі без прес-форм і інструментів, вирішуючи проблему швидкого стикування від проектування до виробництво. Таким чином, ця технологія може швидко оцінити та модифікувати дизайн продукту, ефективно скоротити цикл дослідження та розробки продукту, зменшити витрати на розробку, задовольнити вимоги сучасного дедалі більш конкурентного ринку щодо швидкого розвитку та швидкого виробництва нових продуктів, а також покращити ринкову конкурентоспроможність продуктів та всебічна конкурентоспроможність підприємств.

Лазерне селективне спікання є одним із важливих методів процесу у швидкому виготовленні прототипів. Ця технологія використовує принцип додавання матеріалів шар за шаром, щоб нарізати та розділити тривимірну твердотільну модель для створення шляху сканування для лазерного спікання; потім лазерний промінь сканується вздовж траєкторії сканування лазерним сканером xY для спікання та асиміляції того самого порошкового матеріалу для тіла (наприклад, пластикового порошку, нейлонового порошку, воску, кераміки або), змішаного порошку металу та сполучного або металевого порошку, тощо шар за шаром. Після спікання і пошарового укладання остаточно формується необхідна об'ємна заготовка. Цей метод виробництва має такі характеристики, як висока швидкість формування, висока точність, гарна якість поверхні, проста додаткова обробка та економія часу. Це життєво важлива технологія, яка створила новий метод для розвитку технології виробництва.

Процес виробництва сільськогосподарської техніки має свої особливості. Більшість частин мають складну форму, як-от ґрунтообробні машини, машини для підготовки землі та машини для збирання врожаю. Крім того, існує багато складних вигнутих поверхонь, таких як вигнута поверхня корпусу плуга, обертовий лезо фрези, робоче колесо водяного насоса та живильний гвинт тощо, і їх форми потрібно відповідним чином регулювати відповідно до конкретної виробничої ситуації. Тому розробка таких деталей сільськогосподарської техніки традиційними методами механічної обробки займає не тільки тривалий час і складну технологію обробки, але й важко досягти бажаного ефекту. Використання вдосконаленої інтегрованої технології швидкого лазерного створення прототипів не тільки значно скорочує цикл розробки нових продуктів і знижує витрати на розробку, але й покращує якість виробництва порівняно з традиційними методами виробництва.

Застосування лазерного зміцнення поверхні та термічної обробки:

Технологія лазерного зміцнення поверхні та термообробки це новий тип технології обробки поверхні матеріалу, розроблений за останні 20 років. Принцип технології лазерного зміцнення поверхні полягає у використанні характеристик сильної проникаючої здатності лазера. Коли поверхня металу нагрівається до критичної температури переходу трохи нижче точки плавлення, її поверхня швидко аустенітизується, а потім швидко самоохолоджується та гартується, і поверхня металу швидко зміцнюється. Лазерне зміцнення поверхні та термічну обробку можна розділити на три категорії: по-перше, метал не плавиться під час опромінення лазером, але змінюється структура. Цей тип процесу в основному є лазерним загартуванням зі зміною фази (лазерне гартування); по-друге, метал плавиться під час опромінення лазером, а структура змінюється після охолодження або додаються інші елементи для покращення властивостей поверхні, включаючи лазерне плавлення, лазерне легування, лазерну аморфізацію та мікрокристалізацію; по-третє, поверхня металу випаровується під час опромінення лазером, що спричиняє зміну структури. Цей тип процесу в основному є лазерним ударним зміцненням. Загальною теоретичною основою вищезгаданих різних процесів лазерної термообробки є закон взаємодії між лазером і речовиною та його металургійна поведінка.

Лазерна термообробка є розвитком і доповненням традиційної технології термообробки. Він може вирішити проблеми зміцнення матеріалу, які інші методи обробки поверхні не можуть вирішити або важко вирішити. Після лазерної обробки поверхнева міцність ливарного шару може досягати HRC60 або вище, а поверхнева твердість середньовуглецевої, високовуглецевої сталі та легованої сталі може досягати HRC70 або вище, тим самим покращуючи його зносостійкість, стійкість до втоми, стійкість до корозії та окислення стійкість і продовження терміну служби.

Лазерна термообробка широко використовується в автомобільній промисловості. Майже всі ключові деталі багатьох транспортних засобів (такі як блок циліндрів, гільза циліндра, колінчастий вал, розподільний вал, випускний клапан, сідло клапана або поршневе кільце тощо) можна обробити за допомогою термічної обробки лазером HJ. Так само слід широко використовувати сільськогосподарські локомотиви. У сільськогосподарському виробництві умови роботи машин різноманітні. Деякі машини (плуги, культиватори, сівалки та комбайни) працюють безпосередньо в абразивних середовищах, що спричиняє швидкий знос багатьох частин. З іншого боку, щоб отримати достатню міцність, витрата матеріалу машини є великою, що не тільки витрачає матеріали, але й виглядає громіздким. Твердість таких деталей після лазерного зміцнення на 5-20% вища, ніж під час звичайного загартування. Лазерне легування може вибрати нові матеріали для формування нового шару сплаву на основі підкладки для отримання задовільних характеристик. Крім того, завдяки покращеній продуктивності після обробки можна вибирати низькоефективні підкладки, тим самим зменшуючи масу підкладки.

Застосування лазера в ремонті деталей сільськогосподарської техніки:

Лазерне облицювання (також відомий як лазерне плавлення) — нова технологія модифікації поверхні. Він додає облицювальний матеріал на поверхню підкладки та використовує лазерний промінь високої щільності енергії, щоб розплавити його разом із тонким шаром на поверхні підкладки, щоб утворити шар наповнювача, який металургійно скріплюється на поверхні підкладки. . Оскільки лазерне плакування може покривати матеріали з високою температурою плавлення на поверхні підкладок з низькою температурою плавлення, а склад матеріалів не обмежений звичайними термодинамічними умовами металургії сплавів. Тому спектр використовуваних матеріалів для наплавлення досить широкий, включаючи сплави на основі нікелю, кобальту, заліза, карбідні композитні сплави та керамічні матеріали. Серед них лазерне наплавлення легуючих матеріалів і карбідних композитних матеріалів є відносно зрілим і введено в практичне використання. Завдяки майже адіабатичному швидкому процесу нагрівання, що створюється високою щільністю енергії лазерного променя, лазерне покриття має менший термічний вплив на підкладку та спричиняє меншу деформацію. Контроль вхідної енергії лазера також може обмежити розрідження підкладки до дуже низького рівня (менше 10%), таким чином зберігаючи чудові характеристики оригінального матеріалу облицювання.

Таким чином, технологія лазерного плакування може покращити зносостійкість і стійкість до корозії поверхні матеріалу, і в основному використовується для ремонту деталей після зносу та підвищення продуктивності нововироблених деталей. Для важливих деталей (таких як гільзи циліндрів і поршні в сільськогосподарській техніці) через велике робоче навантаження, високу температуру, високий тиск, ерозію та різний ступінь тертя рівень зносу дуже великий, і деталі потрібно викидати та замінювати. регулярно. Для ґрунтообробних машин, машин для підготовки землі та машин для збирання врожаю (таких як плуги, культиватори, сівалки та комбайни) локальний знос дуже швидкий під час роботи, а деталі викидаються через місцеві пошкодження. Для збільшення терміну служби деталей велике значення мають ремонтні роботи. Лазерна обробка має унікальну перевагу селективного ефекту, а лазерне покриття може легко відремонтувати зношені деталі, щоб деталі не виходили на металобрухт через локальні пошкодження, підвищувати надійність і термін служби деталей і знову досягати кращих вимог до продуктивності з найменшими інвестиційними витратами. . Крім того, ремонт форм за допомогою лазерів може значно збільшити термін служби форм і не обмежується формою та розміром. Його також слід активно просувати та застосовувати у виробництві сільськогосподарських машин.

Кілька думок щодо застосування лазерних технологій у виробництві сільськогосподарської техніки:

1. Технологія лазерної обробки активно просувається в багатьох галузях промисловості, і її застосування у виробництві сільськогосподарської техніки також є обов’язковим. Однак вибір типів обробки та використання лазерів потрібно починати з основ. Лише тоді, коли цей прогресивний метод обробки буде повністю освоєний, традиційний процес можна краще вдосконалити та використовувати переваги нових технологій. Технологія лазерної обробки поєднує сучасні науково-технічні досягнення, такі як технологія CAD, технологія з ЧПК, лазерна технологія та технологія матеріалів, і технологія охоплює широкий спектр. Тому, коли компанії, що займаються сільськогосподарським машинобудуванням, займаються проектами лазерного виробництва, вони повинні проаналізувати власні умови та потреби, проконсультуватися з іншими машинобудівними компаніями, визначити напрямок, знайти точку поєднання, діяти крок за кроком і уникати так званого «одного» крок». Оскільки технологія лазерної обробки розвивається дуже швидко, жодна компанія не може досягти цього за один крок.
2. Застосування лазерної технології обробки у виробництві сільськогосподарської техніки поступово стало популярним у всьому світі, головним чином тому, що промисловість вражена застосуванням лазерної технології та її реальним ефектом. Крім того, причина відсутності впровадження лазерної технології раніше полягала в тому, що лазерна технологія не була достатньо розголошена та відсутність практики. Тому підприємства сільськогосподарського машинобудування повинні якнайшвидше запроваджувати та засвоювати результати зрілих наукових досліджень у промисловому виробництві, ефективно використовувати створені в галузі багатофункціональні центри лазерної обробки та змусити їх обслуговувати більше підприємств сільськогосподарського машинобудування.
3. В останні роки технологія виробництва потужних лазерів і допоміжного обладнання все більше вдосконалювалася, а його основна теорія і технологія виробництва стали все більш зрілими. Порівняно з іншим обладнанням для обробки, ціна потужних лазерів не дуже висока. Тому застосування лазерної технології обробки в сільськогосподарському машинобудуванні має певні зовнішні умови. Крім того, зі стрімким розвитком індустріалізації сільського господарства потужність сільськогосподарських підприємств значно зросла, а вимоги до якості продукції стали все вищими, що створює внутрішню мотивацію та умови для застосування технології лазерної обробки в сільськогосподарській техніці. виробництво. Таким чином, застосування лазерної технології обробки в сільськогосподарському машинобудуванні в даний час має місце. Можна прогнозувати, що впровадження лазерної технології обробки значно підвищить рівень виробництва сільськогосподарської техніки.