Lazer Yüzey İşlem Teknolojisi

Lazer Söndürme

Lazerle söndürme, yüksek gerilimli karmaşık bileşenlerin işlenmesine yönelik çözümlerden biridir. Eksantrik milleri ve bükme takımları gibi yüksek aşınmaya sahip bileşenlerin daha yüksek gerilime dayanmasını ve ömrünün uzamasını sağlayabilir.

Prensibi, metal kafesteki (östenit) karbon atomlarını yeniden düzenlemek ve ardından lazer ışını, besleme yönü boyunca yüzeyi sürekli olarak ısıtmaktır. Lazer ışını hareket ettikçe çevredeki malzeme hızla soğur ve metal kafes orijinal formuna dönemez, böylece sertliği önemli ölçüde artıran martensit üretilir. Karbon çeliğinin dış katmanının lazerle sertleştirmeyle elde edilen sertleşme derinliği genellikle 0.1-1.5 mm'dir ve bazı malzemelerde 2,5 mm veya daha fazla olabilir.

Geleneksel söndürme yöntemleriyle karşılaştırıldığında avantajları şunlardır:
1. Hedeflenen ısı girişi yerel alanlarla sınırlıdır, dolayısıyla işleme sırasında neredeyse hiç bileşen bükülmesi olmaz. Yeniden işleme maliyetleri azaltılır, hatta tamamen ortadan kaldırılır;
2. Ayrıca karmaşık geometrik yüzeyler ve hassas parçalar üzerinde de sertleştirilebilir ve geleneksel söndürme yöntemleriyle söndürülemeyen yerel olarak sınırlı fonksiyonel yüzeylerin hassas şekilde sertleştirilmesini sağlayabilir;
3. Bozulma yok. Geleneksel sertleştirme proseslerinde daha yüksek enerji girişi ve söndürme nedeniyle deformasyonlar meydana gelirken, lazer sertleştirme proseslerinde lazer teknolojisi ve sıcaklık kontrolü sayesinde ısı girişi hassas bir şekilde kontrol edilebilmektedir. Bileşenler neredeyse orijinal durumlarında kalır;
4. Parçanın sertlik geometrisi "anında" hızla değiştirilebilir. Bu, optikleri/tüm sistemi dönüştürmeye gerek olmadığı anlamına gelir.

Lazer Dokulama

Lazer dokulandırma, metal malzemelerin yüzey modifikasyonuna yönelik proses yöntemlerinden biridir. Yapılandırma süreci sırasında lazer, teknik özellikleri özel olarak değiştirmek ve yeni işlevler geliştirmek için katmanlarda veya alt katmanlarda düzenli olarak düzenlenmiş geometrik şekiller oluşturur. İşlem, bir yüzey üzerinde tekrarlanabilir bir şekilde düzenli olarak düzenlenmiş geometrik şekiller üretmek için lazer radyasyonunun, genellikle kısa darbeli lazerlerin kullanımını içerir. Lazer ışını malzemeyi kontrollü bir şekilde eritir ve uygun proses yönetimi ile tanımlanmış bir yapıya katılaşır.

Lazer Renkli Yüzey İşlem

Lazer temperleme, lazer renkli markalama olarak da bilinen lazer renkli yüzey işleminde yaygın olarak kullanılır. Proses prensibi, lazer malzemeyi ısıttığında metalin yerel olarak erime noktasının biraz altına kadar ısıtılmasıdır. Uygun proses parametreleri altında kapının yapısı bu anda değişecektir; iş parçasının yüzeyinde bir oksit tabakası oluşacak ve bu film ışığa maruz kalacaktır. Işınlama altında, gelen ışığın girişimi bu sırada çeşitli temperleme renklerinin ortaya çıkmasına neden olur. Yüzeyde oluşturulan hayalet işaretleme katmanı farklı bakış açılarıyla değişir ve işaretleme desenleri de çeşitli farklı renklere dönüşür. renk.

Bu renkler yaklaşık 200 dereceye kadar sıcaklığa dayanıklıdır. Daha yüksek sıcaklıklarda kapı orijinal durumuna geri döner; işaretler kaybolur. Yüzey kalitesi bozulmadan kalacaktır. Sahteciliğe karşı uygulamalarda yüksek derecede güvenlik ve izlenebilirliğe sahiptir. Medikal teknolojide uzun süredir kullanılmaktadır ve ultra kısa darbeli lazerlerle yeni siyah markalamanın yanı sıra, ürün markalama ve dolayısıyla UDI direktiflerine göre benzersiz izlenebilirlik için de idealdir.

Lazer Kaplama

Metal ve sermet hibrit malzemelere uygun bir eklemeli imalat prosesidir. Bu, 3 boyutlu geometrik şekiller oluşturmanıza veya değiştirmenize olanak tanır. Lazer, bu üretim yöntemini kullanarak onarım veya kaplama da gerçekleştirebilir. Bu nedenle havacılık endüstrisinde türbin kanatlarının onarımında katmanlı imalat kullanılmaktadır. Alet ve kalıp yapımında çatlak veya aşınmış kenarlar ve fonksiyonel yüzeyler onarılabilir, hatta kısmen zırhlanabilir. Enerji teknolojisi veya petrokimya sektörlerinde aşınma ve korozyona karşı koruma sağlamak amacıyla yatak yerleri, makaralar veya hidrolik bileşenler kaplanır. Eklemeli imalat da otomobil imalatında kullanılıyor. Burada çok sayıda bileşen iyileştirildi. Geleneksel lazer metal kaplamada, lazer ışını önce iş parçasını lokal olarak ısıtır ve ardından erimiş bir havuz oluşturur. Daha sonra ince metal tozu, lazer işleme kafasının nozulundan doğrudan erimiş havuza püskürtülür. Yüksek hızlı lazer metal kaplama sırasında, toz parçacıkları alt tabaka yüzeyinin hemen üzerinde neredeyse erime sıcaklığına kadar ısıtılır. Bu nedenle toz parçacıklarının erimesi için daha az zaman gerekir. Etkisi: İşlem hızını önemli ölçüde artırın. Daha küçük termal etkiler nedeniyle, alüminyum alaşımları ve dökme demir alaşımları gibi ısıya çok duyarlı malzemeler de yüksek hızlı lazer metal kaplamayla kaplanabilir. HS-LMD işlemi, rotasyonel simetrik yüzeylerde 1500 cm²/dak'ya kadar çok yüksek yüzey hızlarının üretilmesine olanak sağlar. Aynı zamanda dakikada birkaç yüz metreye kadar ilerleme hızlarına ulaşılır. Lazer tozu lazer metal kaplamayla pahalı parçaları veya kalıpları hızlı ve kolay bir şekilde onarın. Büyük ve küçük hasarlar hızlı ve neredeyse hiç iz bırakmadan onarılabilir. Tasarım da değiştirilebilir. Bu, zamandan, enerjiden ve malzemeden tasarruf sağlar. Özellikle nikel veya titanyum gibi pahalı metaller için oldukça faydalıdır. Tipik uygulama örnekleri türbin kanatları, çeşitli pistonlar, valfler, miller veya kalıplardır.

Lazer Isıl İşlem

Binlerce küçük lazer (VCSEL) tek bir çip üzerine monte edilmiştir. Her verici bu çiplerden 56 adetle donatılmıştır ve bir modül birden fazla vericiden oluşur. Dikdörtgen bir radyasyon bölgesi milyonlarca küçük lazer içerebilir ve birkaç kilowatt kızılötesi lazer gücü üretebilir. VCSEL, geniş, yönlü dikdörtgen ışın kesiti aracılığıyla 100 W/cm² radyasyon yoğunluğuna sahip yakın kızılötesi ışın üretir. Prensip olarak bu teknoloji, son derece hassas yüzey ve sıcaklık kontrolü gerektiren tüm endüstriyel prosesler için uygundur. Lazer ısıl işlem modülü, özellikle sıkı hassasiyet ve esneklik gerektiren geniş alanlı ısıtma uygulamaları için uygundur. Geleneksel ısıtma yöntemleriyle karşılaştırıldığında bu yeni ısıtma işlemi daha yüksek esnekliğe, doğruluğa ve maliyet tasarrufuna sahiptir.

Bu teknoloji, alüminyum folyonun kırışmasını önlemek ve böylece pilin ömrünü uzatmak için kese tipi pil tabakalarını kapatmak için kullanılabilir. Ayrıca piller için alüminyum folyonun kurutulması, ışıkla ıslatılan güneş panelleri ve çelik ve silikon plakalar gibi belirli malzemeler üzerinde ısıtılacak alanların hassas şekilde işlenmesi gibi uygulamalarda da kullanılabilir.

Lazer Parlatma

Lazer parlatma teknolojisinin mekanizması, yüzeyin yeniden eritilmesine ve lazerle yeniden eritilmiş katmanın yeniden katılaşmasına dayanan yüzey dar erimesi ve yüzeyin aşırı erimesidir. Bir metal yüzey yeterince yüksek enerjili bir lazerle ışınlandığında, yüzeyi belirli bir derecede yeniden erimeye, yeniden dağılıma ve yüzey çekme gerilimine ve yer çekimine maruz kalır ve katılaşmadan önce pürüzsüz bir yüzey elde edilir. Erimiş katmanın tüm kalınlığı, çukurdan tepeye kadar olan yükseklikten daha azdır, bu da erimiş metalin tamamının yakındaki çukurları doldurmasına olanak tanır. Bu dolumun itici gücü kılcal etki yoluyla elde edilirken, daha kalın bir erimiş katman sıvı metali teşvik edecektir. Erimiş havuzun merkezinden dışarı doğru akışı sağlayan itici güç, onu yeniden dağıtan termokılcallık veya Marconi etkisidir.

Lazer Bilyalı Dövme / Lazer Şok Güçlendirme

Lazer darbeli çekiçleme olarak da adlandırılan lazer şoklu çekiçleme, metal parçaların yüzeyini yüksek enerji yoğunluğuna sahip, yüksek odaklı, kısa darbeli lazer (λ=1053nm) ile ışınlar ve yüzey metali (veya soğurma katmanı) anında Yüksek güç yoğunluklu lazerin etkisi altında oluşturulmuştur. Plazma patlar ve patlama şok dalgası, kısıtlama katmanının kısıtlamaları altında metal parçanın içine iletilerek yüzey tanelerinin basınç plastik deformasyonuna uğramasına neden olur ve artık basınç gerilimi ve tane incelmesi gibi yüzey güçlendirme etkileri elde edilir. parçanın daha kalın yüzeyi. Geleneksel mekanik kumlamayla karşılaştırıldığında aşağıdaki avantajlara sahiptir:

1. Güçlü yönsellik: Lazer, metal yüzeye yüksek enerji dönüşüm verimliliği ile kontrol edilebilir bir açıyla etki eder, mekanik mermilerin çarpma açısı ise rastgeledir;
2. Büyük kuvvet: Lazer püskürtmeli plazma püskürtmenin ürettiği anlık basınç, birkaç GPa kadar yüksektir; Yüksek güç yoğunluğu: Lazer şokunun tepe güç yoğunluğu birkaç ila onlarca GW/cm2'ye ulaşır;
3. İyi yüzey bütünlüğü: Lazer şokunun yüzeyde neredeyse hiç püskürtme etkisi yoktur, mekanik bilyalı dövme sonrasında yüzey morfolojisi hasar görür ve stres yoğunlaşması meydana gelir. Lazer darbesinden sonraki maksimum basınç gerilimi değeri daha iyidir, yüzey artık basınç gerilimi yaklaşık %40 ila %50 oranında artar ve iş parçasının yorulma ömrü, yüksek sıcaklık direnci, bükülme oluşumu ve diğer ilgili göstergeleri önemli ölçüde iyileştirilir. Uçak yüzey işleminde, uçak motoru yüzey işleminde ve diğer alanlarda kullanılmaktadır.