Laserové plátování je druh laserového aditivního výrobního procesu, při kterém se na povrch základní součásti nanáší vybraný plátovací materiál, který vytváří metalurgickou vazbu se substrátem. Tato povrchová úprava výrazně zvyšuje odolnost základního materiálu proti korozi, opotřebení, vysokým teplotám, oxidaci a některým elektrickým vlastnostem. Používá se k úpravě nebo opravě povrchu obrobků způsobem, který splňuje specifické požadavky na vlastnosti materiálů a zároveň šetří cenné zdroje tím, že se zamezí zbytečné spotřebě vzácných prvků.

V současné době, laserové opláštění se uplatňuje především v několika klíčových oblastech: modifikace povrchu materiálů, jako jsou válce, lopatky plynových turbín, ozubená kola atd., za účelem zvýšení jejich výkonnosti; povrchové opravy výrobků, jako jsou rotory a vrtáky, kde náklady na opravu činí pouze asi 20% nákladů na opětovnou výrobu, což zkracuje dobu opravy a řeší naléhavou potřebu rychlých oprav klíčových součástí pro nepřetržitý a spolehlivý provoz ve velkých podnicích. Kromě toho, laserové opláštění Technologie se používá k nanášení slitiny odolné proti opotřebení a korozi na povrch forem, čímž se výrazně zvyšuje životnost těchto součástí.

Běžně používané materiály pro laserové opláštění

Nejčastěji používané materiály v laserové opláštění zahrnují slitiny na bázi niklu, kobaltu, železa a karbidu wolframu. Z těchto materiálů se nejčastěji používají materiály na bázi niklu, a to díky jejich cenové výhodnosti ve srovnání s materiály na bázi kobaltu. V porovnání s tradičními metodami, jako je svařování, galvanické pokovování, stříkání a chemické napařování, laserové opláštění technologie nabízí následující výhody:

Rychlé chlazení: Proces rychlého tuhnutí umožňuje obrobku dosáhnout jemnozrnné struktury nebo vytvořit nové fáze, jako jsou nerovnovážné nebo amorfní stavy, které nelze získat rovnovážnými procesy.

Nízké zředění obložení: Obkladový materiál vytváří se substrátem pevnou metalurgickou vazbu nebo difuzní vazbu na rozhraní. Nastavením parametrů, jako je výkon laseru, velikost bodu a ohnisková vzdálenost, lze získat vysoce kvalitní povlak s řízeným složením a ředěním.

Minimální tepelné zkreslení: Při použití vysoké hustoty výkonu pro rychlé oplášťování lze deformaci kontrolovat a omezit v rámci montážní tolerance dílu. Pokud je díl po plátování podroben procesu laserového vylepšení povrchu, odstraní se vnitřní pnutí a sníží se křehkost, čímž se dosáhne nejlepších výsledků.

Flexibilní výběr prášku: Pro prášky, které lze použít, neexistují téměř žádná omezení a podle požadavků procesu lze zvolit jakýkoli typ práškového materiálu, zejména v případech, kdy se na kovy s nízkým bodem tání plátují slitiny s vysokým bodem tání.

Selektivní opláštění: Laserové opláštění umožňuje selektivní opláštění, čímž snižuje spotřebu materiálu a zároveň zlepšuje výkon, což z něj činí ekonomicky efektivní řešení.

Dosažení těžko dostupných oblastí: Laserové opláštění lze aplikovat na obtížně přístupné oblasti, pokud laserový bod a prášek dosáhnou do požadovaných oblastí.

Široký rozsah tloušťky obložení: Tloušťku plátovací vrstvy lze měnit a stejná plocha může projít více průchody plátování, čímž se zvýší kvalita povlaku.

Laserové plátování při opravách a údržbě součástí

Poškození součástí, zejména hnacích hřídelí, často zahrnuje nepravidelné opotřebení na různých místech, jako jsou ložisková sedla a exponovaná místa. Dokonce i díly, které jsou často opotřebované nebo zkorodované, mohou vykazovat poškození pouze v určitých oblastech. Mnoho povrchů může mít také nekruhové a nelineární charakteristiky, což vyžaduje proces oplášťování, který se dokáže přizpůsobit více orientacím v rámci jedné operace. To je obzvláště náročné pro tradiční přímočaré stroje, ale roboty s mechanickými rameny mohou simulovat pohyby podobné lidským, aby takové úkoly zvládly, což je laserové opláštění ideální pro díly s nekruhovými a nelineárními rysy. Jako nosiče pohybu při plátování se stále běžně používají tradiční obráběcí stroje, zejména CNC soustruhy.

Průmyslové aplikace laserového plátování

V současné době, laserové opláštění se široce používá v průmyslových odvětvích, jako je stavba lodí a důlních strojů, zejména při výrobě nebo opravách klíčových velkých pohyblivých dílů. Schopnost rychle opravit a vylepšit tyto kritické součásti je v těchto odvětvích významnou výhodou, protože minimalizuje prostoje a prodlužuje životnost drahých strojů.