La tecnologia làser fa temps que és coneguda pel seu ampli ús en soldadura, tall i marcatge. En els últims dos anys, amb la popularització gradual de la neteja amb làser, el concepte de tractament de superfícies amb làser s'ha convertit cada cop més en el focus d'atenció i apareix a la ment de la gent. El làser es processa de manera sense contacte, amb alta flexibilitat, alta velocitat, sense soroll, petit material de base no destructiu a la zona afectada per la calor, sense consumibles i protecció del medi ambient i baix carboni.
A més de la neteja amb làser, en realitat hi ha moltes categories d'aplicacions, com ara polit làser, revestiment làser, enduriment làser, etc. Aquests mètodes s'utilitzen per canviar les propietats físiques i químiques específiques de la superfície del material, com ara fer que la superfície tingui una funció hidròfoba o utilitzar polsos làser per crear petites depressions amb un diàmetre d'unes 10 micres i una profunditat de només un poques micres, per augmentar la rugositat, millorar l'adhesió a la superfície, etc.
A més de la neteja amb làser, coneixeu els següents mètodes de tractament de superfícies amb làser?
1. Enduriment per làser
L'extinció per làser és una de les solucions per mecanitzar peces complexes amb gran tensió. Pot augmentar la tensió de les peces amb un desgast elevat, com ara arbres de lleves i eines de flexió, i allargar la vida útil de les peces.
El seu principi és reorganitzar els àtoms de carboni de la xarxa metàl·lica escalfant la pell de la peça que conté carboni a una temperatura de fusió lleugerament més baixa (900-1400 graus, s'absorbeix el 40% de la potència d'irradiació) , i després el feix làser estabilitza la superfície de calefacció al llarg de la direcció d'alimentació i el material circumdant es refreda ràpidament a mesura que el raig làser es mou. La gelosia metàl·lica no es pot restaurar a la seva forma original, donant lloc a martensita, que augmenta significativament la duresa. La profunditat d'enduriment de la capa exterior d'acer al carboni aconseguida mitjançant l'enduriment per làser sol ser de 0,1-1,5 mm, i es poden aconseguir 2,5 mm o més en alguns materials. En comparació amb el mètode tradicional d'extinció, els seus avantatges són: 1. L'entrada de calor objectiu es limita a l'àrea local, de manera que gairebé no hi ha cap deformació dels components durant el processament. Els costos de reelaboració es poden reduir o fins i tot eliminar completament; 2. També es pot endurir en superfícies geomètriques complexes i peces de precisió, que poden adonar-se de l'enduriment precís de superfícies funcionals limitades localment que no es poden apagar amb mètodes tradicionals d'extinció; 3. Sense distorsió. El procés d'enduriment tradicional produeix deformacions a causa d'una major aportació d'energia i enduriment, però en el procés d'enduriment per làser, l'entrada de calor es pot controlar amb precisió gràcies a la tecnologia làser i al control de temperatura. Els components es mantenen gairebé en el seu estat original; 4. La geometria de la duresa del component es pot canviar "sobre la marxa". Això vol dir que no cal convertir l'òptica/el sistema sencer.
2. Texturització làser
El recobriment làser és un dels mètodes tecnològics per a la modificació de superfícies de materials metàl·lics. Durant el procés d'estructuració, els làsers creen geometries ordenades regularment en capes o substrats per tal de canviar les propietats tècniques i desenvolupar noves funcions de manera específica. El procés d'acció és aproximadament l'ús de radiació làser (generalment polsos curts de llum làser) per generar formes geomètriques disposades regularment sobre una superfície d'una manera repetible. El raig làser fon el material de manera controlada i es solidifica en una estructura definida mitjançant una gestió adequada del procés.
Per exemple, les estructures superficials hidrofòbiques permeten que l'aigua s'escorri de la superfície. Aquesta propietat es pot aconseguir creant estructures submicròniques a la superfície amb làsers de pols ultracurt, i les estructures a crear es poden controlar amb precisió canviant els paràmetres del làser. També es poden aconseguir efectes contraris, com ara superfícies hidròfiles.
El làser de gota d'aigua millora la rugositat de la superfície mitjançant la tecnologia relacionada.
Per pintar el panell de l'automòbil, la superfície de la làmina s'ha de distribuir uniformement "microfosos" per millorar l'adhesió de la pintura, i el raig làser de pols que s'enfoca de milers a desenes de milers de vegades per segon s'incideix a la superfície del rotllo, formant-se una petita piscina de fusió a la superfície del rotlle al punt focal i bufant la petita piscina de fusió de costat, de manera que la fusió a la piscina de fusió es diposita a la vora de la piscina de fusió en la mesura del possible per formar un arc circular convex segons els requisits especificats. Aquests petits cops i micro-foses no només poden millorar la rugositat de la superfície del material, augmentar l'adhesió de la pintura, sinó també millorar la duresa superficial del material i allargar la vida útil. Determinades propietats són generades per l'estructura làser, com ara les propietats de fricció d'alguns materials metàl·lics o la conductivitat elèctrica i tèrmica. A més, l'estructuració làser també augmenta la força d'unió i la vida útil de la peça.
En comparació amb els mètodes tradicionals, l'estructuració per làser de superfície és més respectuosa amb el medi ambient i no requereix agents de sorra ni productes químics addicionals. Repetible i precís, el làser aconsegueix estructures controlades fins a la micra i és molt fàcil de replicar.
Repetible i precís, el làser aconsegueix estructures controlades fins a la micra i és molt fàcil de replicar. Manteniment baix, el làser no té contacte en comparació amb les eines mecàniques de desgast ràpid, de manera que no hi ha absolutament cap desgast. No es requereix cap tractament posterior i no queden residus de fusió ni altres residus de processament a les peces processades amb làser.
3. Coloració làser
El temperat per làser s'utilitza habitualment en el tractament de superfícies de coloració làser, també conegut com a marcatge de color làser. El principi del procés és que quan el làser escalfa el material, el metall s'escalfa localment una mica per sota del seu punt de fusió i l'estructura de la porta canviarà segons els paràmetres de procés adequats. A la superfície de la peça de treball es formarà una capa d'òxid, aquesta capa de pel·lícula sota la irradiació de la llum, la interferència de la llum incident fa que apareguin una varietat de colors temperats en aquest moment, la superfície generada per aquesta capa de capa de marcatge de color màgic, amb la L'angle d'observació canvia, el patró marcat també canviarà una varietat de colors diferents.
Aquests colors mantenen una temperatura estable fins a uns 200 graus. A temperatures més altes, la graella torna al seu estat inicial: el marcatge desapareix. La qualitat de la superfície es mantindrà intacta. Té un alt grau de seguretat i traçabilitat en l'aplicació de la lluita contra la falsificació. En els darrers anys, ha madurat en el camp de la tecnologia mèdica i, a més del nou marcatge negre mitjançant làsers de pols ultra curt, també és molt adequat per a la identificació de productes, aconseguint així una traçabilitat única segons la Directiva UDI.
4. Revestiment làser
És un procés de fabricació additiu adequat per a materials mixts de metall i cermet. Això us permet crear o modificar geometries 3D. Amb aquest mètode de producció, el làser també es pot reparar o recobrir. Així, a l'aeronàutica, la fabricació additiva s'utilitza per reparar les pales de les turbines. En el camp de la fabricació d'eines i matrius, les vores i superfícies funcionals esquerdades o desgastades es poden reparar, o fins i tot blindar-se parcialment. Per evitar el desgast i la corrosió, en l'àmbit de la tecnologia energètica o la petroquímica, recobrint posicions de coixinets, rodets o components hidràulics. La fabricació additiva també s'utilitza en la fabricació d'automòbils. Aquí es modifiquen un gran nombre de components. En el revestiment metàl·lic làser convencional, el raig làser escalfa primer la peça localment i després forma una piscina fosa. A continuació, la pols metàl·lica fina es ruixa directament a la piscina fosa des del broquet del capçal de mecanitzat làser. En el procés de revestiment metàl·lic làser d'alta velocitat, les partícules de pols s'escalfen gairebé a la temperatura de fusió per sobre de la superfície de la base. Per tant, es necessita menys temps per fondre les partícules de pols. Efecte: Millora significativament la velocitat del procés. A causa del menor efecte tèrmic, també és possible revestir materials molt sensibles a la calor, com ara l'alumini i els aliatges de ferro colat, amb un revestiment metàl·lic làser d'alta velocitat. Amb el procés HS-LMD, es poden formar velocitats de superfície molt elevades en superfícies simètriques rotacionals, fins a 1500 cm²/min. Al mateix temps, s'aconsegueixen velocitats d'alimentació de fins a centenars de metres per minut. Repareu peces o motlles costosos de manera ràpida i senzilla amb revestiment metàl·lic làser de pols làser. Les lesions grans i petites es poden reparar ràpidament i gairebé sense deixar rastre. També podeu canviar el disseny. Això estalvia temps, energia i materials. Especialment per a metalls cars com el níquel o el titani, val la pena. Exemples típics d'aplicacions són les pales de turbines, diversos pistons, vàlvules, eixos o matrius.
5. Tractament tèrmic làser
Milers de micro làser (VCsels) estan muntats en un sol xip. Cada transmissor està equipat amb 56 xips d'aquest tipus, i un mòdul està format per diversos transmissors. L'àrea radiant rectangular pot contenir milions de micro-làsers i produir diversos quilowatts de potència làser infraroja. El VCSEL genera un feix d'infraroig proper amb una intensitat de radiació de 100 W/cm² a través d'una gran àrea de secció transversal de feix rectangular direccional. En principi, aquesta tecnologia és adequada per a tots els processos industrials on es requereix un control precís de la superfície i la temperatura. El mòdul de tractament tèrmic làser és especialment adequat per a aplicacions de calefacció de gran àrea flexible i d'alta precisió. En comparació amb els mètodes de calefacció tradicionals, aquest nou procés de calefacció ofereix una major flexibilitat, precisió i estalvi de costos.
La tecnologia es pot utilitzar per segellar bateries embolcallades per evitar l'arrugada del paper d'alumini, allargant així la vida útil de la bateria. També es pot utilitzar per assecar paper d'alumini de cèl·lules, foto-infiltrar panells solars i tractar amb precisió les zones a escalfar en materials específics com ara hòsties d'acer i silici.
6. Polit làser
El mecanisme de la tecnologia de poliment làser és la fusió estreta de la superfície i la sobrefusió de la superfície, basant-se en la fusió de la superfície i la resolidificació de la capa de fusió làser. Quan la superfície metàl·lica és irradiada per un làser d'energia suficientment alta, la superfície experimenta un cert grau de fusió, redistribució i, mitjançant l'acció de l'estrès de tracció superficial i la gravetat, s'aconsegueix una superfície llisa abans de la solidificació. Tot el gruix de la capa de fusió és inferior a l'alçada de l'abeurador fins al pic de l'ona, de manera que tot el metall fos s'omple a l'abeurador proper, la força motriu d'aquest farciment s'aconsegueix per l'efecte capil·lar i el una capa de fusió més gruixuda afavorirà que el metall líquid flueixi cap a l'exterior des del centre de la piscina de fusió. La força motriu és l'efecte capil·lar tèrmic o l'efecte Marconi, que el redistribueix.
Casos d'aplicació com ara components òptics de telescopi gran lleuger (especialment miralls de mida gran i forma complexa) del material ceràmic de carbur de silici. RB-SiC, com a material típic d'alta duresa i multifàsica, té una tecnologia de polit de precisió superficial difícil i una baixa eficiència. Modificant la superfície RB-SiC recoberta prèviament amb pols de Si mitjançant làser de femtosegons, la superfície òptica amb una rugositat superficial Sq de 4,45 nm es pot obtenir després de només 4,5 hores de polit, i l'eficiència de poliment és més de 3 vegades superior a aquesta. de poliment de mòlta directa. El polit làser també s'utilitza àmpliament en el poliment de matrius, CAM i fulles de turbina.
7. Granallat làser
L'enfortiment de xoc làser, també conegut com a granalla amb làser, consisteix a irradiar la superfície de les peces metàl·liques amb alta densitat d'energia, alt focus, làser de pols curt (λ=1053nm) i el metall superficial (o capa d'absorció) a l'instant. forma una explosió de plasma sota l'acció del làser d'alta densitat de potència, i l'ona de xoc d'explosió es transmet a l'interior de les peces metàl·liques sota la capa de restricció, de manera que el gra superficial produeix una deformació plàstica compressiva. A la superfície més gruixuda de les peces s'obtenen efectes d'enfortiment de la superfície, com ara l'esforç de compressió residual i el refinament del gra. En comparació amb el granallat mecànic tradicional té els següents avantatges:
1. Orientació forta: el làser actua sobre la superfície metàl·lica amb un angle controlable, i l'eficiència de conversió d'energia és alta, mentre que l'angle d'impacte del projectil mecànic és aleatori.
2. Gran força: la pressió instantània generada pel plasma de granallat làser és tan alta com diversos GPa; Alta densitat de potència: la densitat de potència màxima de xoc làser arriba de diversos a desenes de GW/cm2.
3. Bona integritat de la superfície: el xoc làser gairebé no té cap efecte de pulverització a la superfície, i després de la granallada mecànica, la topografia de la superfície es fa malbé i es genera concentració d'estrès. El valor màxim de tensió de compressió després del xoc làser és millor. L'estrès de compressió residual superficial augmenta en un 40% ~ 50%, i la vida a la fatiga, la resistència a alta temperatura i la formació de flexió de la peça es milloren significativament. Actualment, s'ha utilitzat en el tractament de superfícies d'avions, tractament de superfícies de motors d'avions i altres camps.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. és una empresa d'alta tecnologia especialitzada en R + D, fabricació i venda de màquines de revestiment làser automàtica, màquines de revestiment làser d'alta velocitat, màquines d'extinció làser, màquina de soldadura làser i equips d'impressió làser 3D. Els nostres productes són rendibles i es venen a nivell nacional i estranger. Si esteu interessats en els nostres productes, poseu-vos en contacte amb nosaltres a bob@gshenglaser.com.