1. Přehled technologií

Technologie laserového plátování je pokročilá technika povrchového inženýrství, která využívá vysokoenergetický laserový paprsek k současnému roztavení povlakového materiálu (prášku nebo drátu) a tenké vrstvy substrátu. Rychlý proces tuhnutí vytváří metalurgickou vazbu mezi povlakem a substrátem. Povlaky vytvořené touto metodou mají extrémně nízkou míru ředění a výrazně zvyšují odolnost substrátu proti opotřebení, odolnost proti korozi, tepelnou odolnost, oxidační odolnost a specifické elektrické vlastnosti.

2. Klíčové vlastnosti technologie laserového plátování

• Rychlé tuhnutí: Rychlost chlazení může dosáhnout 10⁶ °C/s, a vytváří tak typické jemnozrnné struktury.
• Vynikající kvalita lepení: Při minimální tepelné deformaci má plášť míru zředění menší než 1,5 %. 5%, čímž je zajištěna skutečná metalurgická vazba.
• Široká kompatibilita materiálů: Podporuje různé materiálové systémy, včetně slitin na bázi železa, niklu, kobaltu, mědi a titanu.
• Přesná kontrola tloušťky: Tloušťka obložení se pohybuje od 0,2-2 mm, takže je vhodný pro přesné opravy opotřebení.
• Vysoce přesné zpracování: Schopnost zpracovávat složité geometrie a malé plochy obrobků.
• Kompatibilita automatizace: Proces lze snadno integrovat do automatizovaných řídicích systémů.

3. Klasifikace laserových plátovacích technologií

Technologie laserového plátování se obvykle dělí do následujících čtyř kategorií podle formy materiálu a způsobu laserového spojení:

1. Laserové plátování s koaxiálním podáváním prášku (vysokorychlostní laserové plátování)

Princip technologie:
Kombinace vláknového laseru a vzduchem poháněného podavače prášku zajišťuje koaxiální výstup laserového paprsku i prášku. Systém využívá specializovanou plátovací hlavu s konfiguracemi, jako je vycentrované světlo a prstencovité podávání prášku, vybavenou speciálním systémem ochrany proti plynu, který zajišťuje přesnou konvergenci laseru, prášku a proudu vzduchu v ohnisku zpracování.

Technologické výhody:

• Možnost všesměrového zpracování: Plátovací hlava podporuje otáčení pod různými úhly a lze ji spojit s robotickými rameny pro komplexní zpracování povrchu.
• Vynikající kvalita povrchu: Plochost povrchu obkladové vrstvy dosahuje úrovně Ra < 10 μm, s minimálními přídavky na následné zpracování.
• Přesná tepelná regulace: Velikost roztaveného bazénu je přesně řízena, příkon tepla je nízký, což je ideální pro oplášťování tenkostěnných a malých obrobků.

2. Laserové plátování s podáváním prášku mimo osu (laserové plátování s předem umístěným práškem)

Princip technologie:
Pomocí obdélníkového bodového laseru v kombinaci se systémem gravitačního podávání prášku se prášek slitiny nejprve předem umístí na povrch obrobku, poté se roztaví a vytvaruje pomocí laserového skenování.

Technologické funkce:

• Vysoké využití materiálu: Využití prášku může dosáhnout více než 95%.
• Větší zóna zasažená teplem: Laserová energie působí přímo na substrát, což vede k vyššímu příkonu tepla.
• Omezená rovinnost povrchu: Je třeba větší přídavek na obrábění, což vede k vyšším nákladům na následné obrábění.

3. Vysokorychlostní laserové plátování s podáváním drátu

Princip technologie:
Vysoce výkonný laser v kombinaci s přesným systémem podávání drátu roztaví kovový drát v ohnisku laseru a vytvoří plátovanou vrstvu. Tato technologie zahrnuje přístupy se středovým i bočním podáváním drátu.

Výhody technologie středového podávání drátu:

• Všesměrová flexibilita: Obkladová hlava se může pohybovat libovolným směrem bez omezení dráhy.
• Integrita nosníku: Zabraňuje rušení bočním přívodem a zajišťuje zachování kvality paprsku.
• Široká kompatibilita s průměrem drátu: Podporuje průměry drátů od 1,0-3,0 mm, které se přizpůsobí různým potřebám opláštění.

4. Základní vlastnosti vysokorychlostního laserového plátování s podáváním drátu

1. Vynikající výkon v oblasti životního prostředí

Díky použití pevného drátu namísto prášku tento proces zcela eliminuje znečištění prachem během zpracování. Míra využití materiálu dosahuje 100%, v souladu s ekologickými výrobními normami.

2. Významné nákladové výhody

Náklady na drátěný materiál jsou 50% nižší než u práškových materiálů. S 100% využití materiálu, jsou celkové náklady výrazně příznivější než u tradičních metod práškového opláštění.

3. Efektivní možnosti zpracování

Drát je před vstupem do tavicího bazénu předem roztaven, což zvyšuje energetickou účinnost. Rychlost oplášťování je 30% rychleji než tradiční práškové procesy.

4. Přesná tepelná regulace

Přesným řízením relativní polohy drátu a laseru se přesně vyladí rozložení energie, čímž se dosáhne. energetická hustota vedení již od 0,29 KJ/cm, což vede k minimální deformaci obrobku.

5. Vynikající kvalita povlaku

• Tloušťka jednovrstvého obložení: 1-4 mm
• Hustota opláštění: Blíží se teoretické hustotě
• Rovinnost povrchu: Výrazně lepší než tradiční svařovací postupy
• Míra ředění: Kontrolováno níže 3%

5. Shrnutí technologie

Technologická platforma pro laserové plátování společnosti Greenstone-Tech zahrnuje procesy podávání prášku i podávání drátu, přičemž každý z nich má jedinečné výhody a využití:

• Koaxiální podávání prášku je ideální pro vysoce přesné aplikace tenkých nátěrů na složitých površích.
• Podávání prášku mimo osu nabízí cenové výhody při velkoplošných opravách silných nátěrů.
• Vysokorychlostní podávání drátu vyniká ekologickou udržitelností, nákladovou efektivitou a kvalitou silných nátěrů.

Společnosti si mohou vybrat nejvhodnější řešení na základě svých specifických požadavků na výrobek, požadavků na kvalitu a rozpočtových omezení.