Komplexní přehled technologie laserového plátování pro opravy kovových povrchů

Květen 30, 2020

1. Technické principy a proces

Technologie laserových oprav plátování je pokročilá technika povrchového inženýrství, která využívá jako zdroj energie vysoce výkonný laserový paprsek. Laserový paprsek, generovaný laserovým systémem a přesně řízený prostřednictvím CNC systému, je nasměrován na konkrétní oblasti substrátu a vytváří mikronovou vrstvu roztaveného materiálu. Během procesu jsou předem nastaveny nebo synchronně dodávány samoproudící práškové slitiny se specifickým složením (včetně slitin na bázi niklu, kobaltu a železa), což umožňuje rovnoměrné rozprostření materiálu slitiny po povrchu obrobku v roztaveném stavu, aby bylo dosaženo požadované tloušťky.

Hlavní výhoda této technologie spočívá ve vytvoření vysoce kvalitního metalurgického spojení mezi plášťovou vrstvou a substrátem při velmi nízké míře zředění. Během následného procesu rychlého tuhnutí se vytvoří funkční vrstva plášťového materiálu s výrazně odlišnými vlastnostmi od substrátu, čímž se zásadně zlepší povrchové vlastnosti materiálu.

2. Technické vlastnosti a výkonnostní výhody
1. Optimalizace struktury rychlého tuhnutí

Rychlost chlazení dosahuje až 10^6°C/s, typický proces rychlého tuhnutí. Tato vysoká rychlost ochlazování umožňuje vznik jemnozrnných struktur nebo metastabilních fází (např. amorfních fází), které nemohou vznikat v rovnovážných stavech.

2. Přesná kontrola lepení rozhraní

Rychlost ředění plášťové vrstvy je přísně kontrolována, aby se v rámci 5%, čímž se zajistí pevná metalurgická vazba nebo difúzní vazba rozhraní mezi vrstvou pláště a substrátem. Výsledkem je vysoce kvalitní obkladová vrstva s přesnou kontrolou složení a ředění.

3. Nízký příkon tepla a minimální deformace

Proces plátování vysoce výkonným laserem využívá nízký tepelný příkon a vytváří úzkou tepelně ovlivněnou zónu. Výsledkem je minimální deformace obrobku, přičemž deformace se udržuje v rozmezí montážní tolerance dílu.

4. Vysoká flexibilita výběru materiálu

Výběr prášku pro proces plátování je široký a prakticky neomezený, což umožňuje plátování slitin s vysokou teplotou tání na kovy s nízkou teplotou tání. Tato technologie podporuje konstrukci a použití různých funkčně tříděných materiálů (FGM), takže je vysoce přizpůsobivá různým potřebám.

5. Široký rozsah nastavení procesních parametrů
  • Tloušťka obkladové vrstvy: Může dosáhnout až 20 mm
  • Rozsah tvrdosti: Z 18 až 60 HRC

Parametry procesu lze flexibilně upravovat podle konkrétních provozních podmínek, což zajišťuje univerzálnost použití.

6. Vysoký stupeň řízení automatizace

Celý proces je přesně řízen systémem CNC, přičemž laserový paprsek je přesně umístěn tak, aby bylo možné plátovat složité konstrukce a těžko přístupná místa. Vysoký stupeň automatizace zajišťuje flexibilitu a snadnou obsluhu při silné kontrolovatelnosti procesu.

3. Hodnota aplikace a technické výhody

Technologie laserového plátování výrazně zlepšuje povrchové vlastnosti materiálů a umožňuje levným substrátům získat vynikající odolnost proti opotřebení, korozi a vysokým teplotám. Může také účinně opravovat povrchové vady, jako jsou díry a trhliny, obnovovat geometrii a funkčnost opotřebovaných dílů, a tím výrazně prodlužovat životnost součástí.

Společnost Greenstone-Tech s rozsáhlými zkušenostmi v oblasti technologie laserového plátování neustále optimalizuje procesní parametry, aby mohla poskytovat komplexní řešení v oblasti povrchového inženýrství. Splňujeme rozmanité potřeby různých průmyslových odvětví v oblasti zvyšování výkonnosti a obnovy součástí.

Sheldon Li

Dr. Sheldon Li – hlavní inženýr, vývoj zařízení pro aditivní výrobu Dr. Sheldon Li je špičkový inženýr a technický lídr specializující se na výzkum a vývoj zařízení pro aditivní výrobu. Jako odborník s doktorátem z neželezných kovů mu jeho hluboké znalosti materiálových vlastností poskytují jedinečnou výhodu v oblasti vývoje zařízení. Jeho odbornost se zaměřuje na navrhování a vývoj špičkových zařízení pro aditivní výrobu, se zvláštní specializací na nanášecí zařízení pro speciální funkční kovové povlaky. Patří sem technologie, jako je laserové nanášení kovů (LMD), studené stříkání nebo fyzikální nanášení z plynné fáze (PVD) pro vytváření povlaků odolných proti opotřebení,…

Přečtěte si další články od Sheldona Liho