Apa Saja Penerapan Teknologi Laser Dalam Perawatan Permukaan?

Perawatan permukaan laser adalah penggunaan sinar laser dengan kepadatan daya tinggi untuk memanaskan permukaan material tanpa kontak. Teknologi modifikasi permukaan diwujudkan dengan pendinginan konduksi pada permukaan material itu sendiri. Ini sangat bermanfaat dalam meningkatkan sifat mekanik dan fisik permukaan material, serta meningkatkan ketahanan aus, ketahanan korosi, dan ketahanan lelah pada bagian-bagiannya. Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi perawatan permukaan laser seperti pembersihan laser, pendinginan laser, paduan laser, penguatan kejut laser, anil laser, serta pelapisan laser, pencetakan laser 3D, pelapisan laser, dan teknologi manufaktur aditif laser lainnya telah menghasilkan prospek penerapan yang luas. .

Pembersihan laseradalah teknologi pembersihan permukaan baru yang berkembang pesat, yang menggunakan sinar laser berdenyut berenergi tinggi untuk menyinari permukaan benda kerja sehingga permukaan kotoran, partikel atau lapisan langsung menguap atau pengupasan ekspansi, sehingga mencapai proses yang bersih. Pembersihan laser terutama dibagi menjadi penghilangan karat, penghilangan minyak, penghilangan cat, pelapisan dan proses lainnya; Terutama digunakan dalam pembersihan logam, pembersihan peninggalan budaya, pembersihan gedung dan sebagainya. Berdasarkan fungsinya yang komprehensif, pemrosesan yang tepat dan fleksibel, efisiensi tinggi dan penghematan energi, perlindungan lingkungan hijau, tidak ada kerusakan pada substrat, kecerdasan, kualitas pembersihan yang baik, keamanan, beragam aplikasi serta karakteristik dan keunggulan lainnya, ini semakin populer di berbagai bidang industri.

Dibandingkan dengan metode pembersihan tradisional seperti pembersihan gesekan mekanis, pembersihan korosi kimia, pembersihan dampak kuat padat cair, pembersihan ultrasonik frekuensi tinggi, pembersihan laser memiliki keunggulan yang jelas.

Pendinginan lasermenggunakan laser berenergi tinggi sebagai sumber panas untuk membuat permukaan logam menjadi panas dan dingin dengan cepat, menyelesaikan proses pendinginan secara instan, memperoleh kekerasan tinggi, struktur martensit ultra-halus, meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus permukaan logam, dan membentuk tekan tekanan pada permukaan untuk meningkatkan ketahanan lelah. Keuntungan inti dari proses ini meliputi zona kecil yang terkena dampak panas, deformasi kecil, otomatisasi tingkat tinggi, fleksibilitas pendinginan selektif yang baik, kekerasan butiran halus yang tinggi, dan perlindungan lingkungan yang cerdas. Misalnya, titik laser dapat disesuaikan untuk meredam posisi dengan lebar berapa pun; Kedua, kepala laser dihubungkan dengan robot multi-sumbu untuk memadamkan area yang ditentukan pada bagian-bagian kompleks. Misalnya, pendinginan laser sangat panas dan dingin, dan tegangan pendinginan serta deformasinya kecil. Deformasi benda kerja sebelum dan sesudah pendinginan laser hampir dapat diabaikan, sehingga sangat cocok untuk perawatan permukaan bagian yang memerlukan presisi tinggi.

Saat ini, pengerasan laser telah berhasil diterapkan pada penguatan permukaan suku cadang aus di industri otomotif, industri cetakan, perkakas perangkat keras, dan industri permesinan, terutama dalam meningkatkan masa pakai roda gigi, permukaan poros, rel pemandu, rahang, cetakan. dan komponen aus lainnya, dan efeknya luar biasa. Fitur pendinginan laser adalah sebagai berikut:

1) Pendinginan laser adalah pemanasan cepat, pendinginan sendiri, dan tidak memerlukan insulasi tungku dan pendinginan cairan pendingin. Ini adalah proses perlakuan panas perlindungan lingkungan hijau bebas polusi, yang dapat dengan mudah menerapkan pendinginan seragam pada permukaan cetakan besar;

2) Karena kecepatan pemanasan laser cepat, zona yang terkena panas kecil, dan pendinginan pemanasan pemindaian permukaan adalah pendinginan pemanasan lokal seketika, sehingga deformasi cetakan yang dirawat sangat kecil;

3) Karena sudut divergensi kecil dari sinar laser, ia memiliki pengarahan yang baik, dan dapat melakukan pendinginan lokal yang akurat pada permukaan cetakan melalui sistem pemandu cahaya;

4) Kedalaman lapisan pengerasan pada pendinginan permukaan laser umumnya 0,3 ~ 1,5 mm.

Anil laser mengacu pada proses perlakuan panas yang menggunakan laser untuk memanaskan permukaan suatu material, memaparkan material pada suhu tinggi dalam jangka waktu yang lama, dan kemudian mendinginkannya secara perlahan. Tujuan utama dari proses ini adalah untuk melepaskan tegangan, meningkatkan keuletan dan ketangguhan material, serta menghasilkan struktur mikro khusus. Hal ini dapat menyesuaikan struktur matriks, mengurangi kekerasan, menghaluskan butiran dan menghilangkan tekanan internal. Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi laser annealing juga telah menjadi proses baru dalam industri pengolahan semikonduktor, yang dapat sangat meningkatkan integrasi sirkuit terpadu.

Teknologi penguatan guncangan laser adalah sejenis teknologi tinggi yang menggunakan gelombang kejut plasma yang dihasilkan oleh sinar laser yang kuat untuk meningkatkan kemampuan anti-kelelahan, anti-aus, dan anti-korosi pada bahan logam. Ini memiliki keuntungan dari tidak adanya zona yang terkena panas, pemanfaatan energi yang tinggi, laju regangan yang tinggi, pengendalian yang kuat dan efek penguatan yang luar biasa. Pada saat yang sama, penguatan kejut laser memiliki karakteristik tegangan tekan sisa yang lebih dalam, struktur mikro dan integritas permukaan yang lebih baik, stabilitas termal yang lebih baik, dan masa pakai yang lebih lama. Dalam beberapa tahun terakhir, teknologinya berkembang pesat dan sangat berguna di bidang dirgantara dan pertahanan negara. Selain itu, peran penggunaan pelapis terutama untuk melindungi benda kerja dari luka bakar laser dan meningkatkan penyerapan energi laser, dan bahan pelapis yang umum digunakan adalah cat hitam dan aluminium foil.

Laser shot peening (LP), juga dikenal sebagai laser shock penguatan (LSP), adalah proses yang diterapkan pada bidang rekayasa permukaan, yaitu penggunaan sinar laser berkekuatan tinggi untuk menciptakan tegangan sisa pada suatu material guna meningkatkan kualitas. ketahanan kerusakan pada permukaan material (seperti ketahanan aus dan ketahanan lelah), atau untuk meningkatkan kekuatan bagian tipis suatu material untuk memperkuat kekerasan permukaan material.

Tidak seperti kebanyakan aplikasi pemrosesan material, LSP tidak menggunakan daya laser untuk perlakuan panas guna mencapai hasil yang diinginkan, melainkan menggunakan dampak sinar untuk pemesinan. Sinar laser berdaya tinggi dengan permukaan benda kerja target dampak pulsa pendek berdaya tinggi.

Berkas cahaya mengenai benda kerja logam, langsung menguapkan benda kerja menjadi lapisan tipis plasma dan memberikan tekanan gelombang kejut pada benda kerja. Terkadang lapisan tipis lapisan buram dipasang pada benda kerja untuk menggantikan penguapan logam. Untuk memberi tekanan, plasma (biasanya air) ditangkap menggunakan bahan pelapis transparan lainnya atau lapisan interferensi inersia.

Plasma menghasilkan efek gelombang kejut, membentuk kembali struktur mikro permukaan benda kerja pada titik tumbukan, yang pada gilirannya menciptakan reaksi berantai ekspansi dan kompresi logam. Tegangan tekan yang dalam yang dihasilkan oleh reaksi ini dapat memperpanjang umur komponen.

Paduan laser adalah teknologi modifikasi permukaan baru, yang dapat menyiapkan lapisan komposit cermet yang diperkuat nanokristalin tunggal amorf pada permukaan bagian struktural sesuai dengan kondisi layanan material penerbangan yang berbeda dengan menggunakan sinar laser kepadatan energi tinggi dengan laju pemanasan dan kondensasi yang tinggi. Dibandingkan dengan teknologi paduan laser, teknologi kelongsong laser memiliki karakteristik laju pengenceran substrat ke kolam cair yang lebih kecil, zona yang terkena panas lebih kecil, deformasi termal benda kerja lebih kecil, dan laju skrap benda kerja lebih kecil setelah perawatan kelongsong laser. Pelapisan laser dapat secara signifikan meningkatkan sifat permukaan material, dapat diperbaiki jika terjadi keausan pada material, dengan efisiensi tinggi, kecepatan cepat, perlindungan lingkungan hijau dan tidak ada polusi serta kinerja benda kerja yang baik setelah perawatan.

Kelongsong laserTeknologi ini juga merupakan salah satu teknologi modifikasi permukaan baru yang mewakili arah pengembangan dan tingkat rekayasa permukaan. Teknologi kelongsong laser telah menjadi topik hangat dalam studi modifikasi permukaan paduan titanium karena keunggulannya yaitu tidak adanya polusi dan ikatan metalurgi antara lapisan dan substrat. Pelapisan keramik pelapis laser atau pelapis komposit yang diperkuat partikel keramik adalah cara efektif untuk meningkatkan ketahanan aus permukaan paduan titanium. Sesuai dengan kondisi kerja aktual, sistem material yang sesuai dipilih, dan persyaratan proses terbaik dapat dicapai dengan teknologi pelapisan laser. Teknologi laser cladding dapat memperbaiki berbagai bagian yang rusak, seperti bilah mesin aero.

Perbedaan antara paduan permukaan laser dan pelapisan permukaan laser adalah bahwa lapisan paduan dibentuk dengan mencampurkan elemen paduan tambahan dan permukaan substrat dalam keadaan cair. Kelongsong permukaan laser bertujuan untuk melelehkan semua lapisan awal dan melelehkan permukaan substrat, sehingga lapisan kelongsong dan bahan substrat membentuk kombinasi metalurgi dan menjaga komposisi lapisan kelongsong pada dasarnya tidak berubah. Teknologi paduan laser dan kelongsong laser terutama digunakan untuk meningkatkan ketahanan aus permukaan, ketahanan korosi, dan ketahanan kadar paduan titanium.

Saat ini, teknologi kelongsong laser telah banyak digunakan dalam perbaikan dan modifikasi permukaan logam, namun meskipun kelongsong laser tradisional memiliki keunggulan dan karakteristik pemrosesan yang fleksibel, perbaikan berbentuk, aditif khusus, dll., efisiensi kerjanya rendah, dan kebutuhan produksi dan pemrosesan berskala besar dan cepat yang diperlukan di beberapa bidang produksi tidak dapat dipenuhi. Untuk memenuhi permintaan produksi volume tinggi dan kecepatan tinggi serta meningkatkan efisiensi pelapisan, teknologi pelapisan laser berkecepatan tinggi muncul.

Pemrosesan pengukiran laser adalah penggunaan teknologi kontrol numerik sebagai dasar, sinar laser energi tinggi diproyeksikan ke permukaan material, penggunaan efek termal laser, permukaan material untuk menghasilkan pola proses pemrosesan laser yang jelas. Deformasi fisik bahan pemrosesan dalam peleburan instan dan gasifikasi di bawah iradiasi pengukiran laser dapat membuat pengukiran laser mewujudkan tujuan pemrosesan. Laser grafir adalah penggunaan laser untuk menuliskan kata pada suatu benda, teknologi ini mengukir kata tersebut tanpa bekas, permukaan benda halus dan rata, tulisan tidak akan aus. Fitur dan keunggulannya meliputi: keamanan dan keandalan; Tepat dan halus, akurasinya bisa mencapai 0.02mm; Menghemat perlindungan lingkungan, memproses bahan hemat; Pengukiran berkecepatan tinggi dan berkecepatan tinggi sesuai dengan pola keluaran; Biaya rendah, tidak dibatasi oleh jumlah pemrosesan.

Prosesnya menggunakan teknologi kelongsong laser, penggunaan nosel iradiasi laser yang mengalirkan aliran bubuk, langsung melelehkan bubuk unsur atau paduan, setelah sinar laser tersisa, cairan paduan dengan cepat mengeras, untuk mencapai pencetakan paduan yang cepat. Saat ini, telah banyak digunakan dalam pemodelan industri, manufaktur mesin, dirgantara, militer, arsitektur, film dan televisi, peralatan rumah tangga, industri ringan, kedokteran, arkeologi, budaya dan seni, patung, perhiasan dan bidang lainnya.

Saat ini, perawatan permukaan laser dan teknologi, proses, dan peralatan manufaktur aditif banyak digunakan dalam metalurgi, mesin pertambangan, cetakan, tenaga minyak bumi, peralatan perangkat keras, transportasi kereta api, ruang angkasa, permesinan, dan industri lainnya.

Pelapisan listrik laser adalah teknologi pelapisan sinar energi tinggi baru, yang sangat penting dalam produksi dan perbaikan perangkat mikroelektronik dan sirkuit terpadu skala besar. Saat ini, meskipun prinsip pelapisan laser, ablasi laser, deposisi laser plasma, dan injeksi laser masih dalam penelitian, teknologi tersebut sudah digunakan. Ketika laser kontinu atau laser berdenyut disinari pada permukaan katoda dari kolam pelapisan listrik, tidak hanya laju deposisi logam dapat sangat ditingkatkan, tetapi juga lapisan tanpa pelindung dengan geometri kompleks yang diharapkan dapat diperoleh dengan mengontrol lintasan. sinar laser dengan komputer.

Dibandingkan dengan pelapisan listrik biasa, kelebihannya adalah:

(1) Kecepatan deposisi cepat, seperti pelapisan emas laser hingga 1μm/s, pelapisan tembaga laser hingga 10μm/s, pelapisan emas jet laser hingga 12μm/s, pelapisan tembaga jet laser hingga 50μm/s;

(2) Deposisi logam hanya terjadi di area iradiasi laser, dan lapisan deposisi lokal dapat diperoleh tanpa menggunakan tindakan pelindung, sehingga menyederhanakan proses produksi;

(3) kekuatan pengikatan lapisan sangat meningkat;

(4) Mudah untuk mencapai kontrol otomatis;

(5) Menyimpan logam mulia;

(6) Menghemat investasi peralatan dan waktu pemrosesan.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co, Ltd adalah perusahaan teknologi tinggi yang mengkhususkan diri dalam R&D, manufaktur dan penjualan mesin pelapis laser otomatis, mesin pelapis laser berkecepatan tinggi, mesin pendinginan laser, mesin las laser, dan peralatan pencetakan laser 3D. Produk kami hemat biaya dan dijual di dalam negeri dan luar negeri. Jika Anda tertarik dengan produk kami, silakan hubungi kami di bob@gshenglaser.com.