Ekstruderskruer, der anvendes i dæk- og gummiproduktion, opererer kontinuerligt under høj mekanisk belastning, friktion og slibende materialestrøm. Ved langvarig brug mister skruevindingerne og andre områder med høj kontakt gradvist materiale, hvilket ændrer den oprindelige geometri og reducerer ekstruderingsstabiliteten.

Laserbeklædning er en effektiv metode til at genopbygge slidte skruevindinger og påføre slidstærke metalliske overflader på kritiske områder af dækekstruderskruer.

Teknologien kan bruges til både renovering af slidte skruer og forstærkning af nye komponenter før service.

Hvorfor dækekstruderskruer slides

Under gummiekstrudering transporterer, komprimerer og blander den roterende snegl kontinuerligt materiale inde i cylinderen.

Kombinationen af ​​mekanisk kontakt, friktion, tryk og slibende forbindelser forårsager progressivt slid, især på skruevindingerne.

Typisk forringelse omfatter:

• Skrueflykantslid
• Reduktion i flyvehøjde
• Lokalt materialetab
• Øget frigang mellem skrue og cylinder
• Ujævnt slid langs skruelængden
• Overfladeafskrabning og slid
• Dimensionsafvigelse efter længerevarende drift

Efterhånden som sliddet fortsætter, øges arbejdsafstanden mellem skruen og cylinderen. Dette kan påvirke materialetransport, trykudvikling, ekstruderingseffektivitet og proceskonsistens.

Når hovedskruehuset forbliver strukturelt sundt, er det muligvis ikke nødvendigt at udskifte hele komponenten.

Laserbeklædning til restaurering af skrueflyvninger

Lasercladding genopbygger materiale direkte på slidte områder af skruen.

Metallisk pulver leveres til en kontrolleret lasergenereret smeltepool, hvilket producerer et metallurgisk bundet aflejret lag på substratet.

For reparation af skrueflyvning følger processen typisk:

Inspektion → overfladebehandling → laserbeklædning → dimensionsgenopbygning → bearbejdning/slibning → dimensionsinspektion

Det aflejrede materiale giver tilstrækkelig plads til efterfølgende efterbehandling, hvilket gør det muligt at gendanne skruens profil tæt på sin oprindelige geometri.

Efter den spiralformede geometri

I modsætning til konventionelle cylindriske aksler indeholder ekstruderskruer kontinuerlige spiralformede funktioner.

Succesfuld laserbeklædning kræver derfor koordineret bevægelse mellem emnerotation og langsgående bevægelse af bearbejdningshovedet eller maskinaksen.

Laseren skal følge skruespiralen, samtidig med at den opretholder passende:

• Behandlingsposition
• Rejsehastighed
• Stand-off-afstand
• Pulverlevering
• Sporoverlapning
• Laserorientering

Til store eller lange ekstruderskruer giver CNC-styrede multiaksesystemer den repeterbarhed, der kræves til kontinuerlig bearbejdning over lange spiralformede baner.

Denne bevægelseskontrolfunktion er en kritisk del af processen – ikke blot et tilbehør til laserkilden.

Lokal reparation i stedet for fuld overfladeaflejring

Slidtet er ikke altid ensartet på tværs af hele skruen.

I mange anvendelser forekommer det mest alvorlige materialetab på skruevindingernes yderkanter og arbejdsflader.

Laserbeklædning gør det muligt at aflejre materiale specifikt på disse slidstærke områder i stedet for at belægge hele skruekroppen.

Denne selektive tilgang kan reducere:

• Pulverforbrug
• Varmeindgang
• Behandlingstid
• Unødvendig bearbejdning
• Samlede omkostninger til genfremstilling

For stærkt slidte sektioner kan yderligere lag pålægges for at genopbygge den nødvendige materialemængde.

Valg af slidstærkt materiale

Beklædningslegeringen bør vælges i henhold til substratmaterialet, slidmekanismen og de nødvendige finishegenskaber.

Afhængigt af driftsforholdene kan egnede materialesystemer omfatte nikkelbaserede, jernbaserede eller andre slidstærke legeringer , med yderligere hårde faser, der tages i betragtning, hvor der kræves alvorlig slidstyrke.

Maksimal hårdhed er dog ikke automatisk den bedste løsning.

Det aflejrede lag skal give en passende balance mellem:

Slidstyrke + sejhed + revnemodstand + metallurgisk kompatibilitet + bearbejdelighed

Ved reparation af skruer er denne balance særligt vigtig, fordi det aflejrede område normalt kræver efterfølgende bearbejdning eller slibning for at gendanne den endelige flyprofil.

Proceskontrol til skruelaserbeklædning

Kvaliteten af ​​en repareret skrue afhænger af det samlede procesvindue.

Vigtige parametre omfatter:

• Laser magt
• Strålestørrelse
• Rejsehastighed
• Rotationshastighed
• Pulvertilførselshastighed
• Sporoverlapning
• Lagtykkelse
• Beskyttelsesgas
• Forvarmningsstrategi når det er nødvendigt

Disse variabler skal koordineres med skruediameter, stigning, substratmateriale, beklædningslegering og den nødvendige genopbygningstykkelse.

Målet er at opnå stabil aflejring, pålidelig metallurgisk binding, kontrolleret fortynding og tilstrækkelig genopbygningstykkelse uden at introducere unødvendig termisk forvrængning eller revnedannelse.

Håndtering af varmetilførsel på store skruer

Ekstruderskruer kan være lange, tunge og geometrisk komplekse. Under kontinuerlig beklædning skal der derfor tages højde for termisk akkumulering.

Bearbejdningsstrategien kan involvere styring af aflejringssekvens, laserenergitilførsel, mellemstrengstemperatur og emnerotation for at styre varmefordelingen.

For visse kombinationer af underlag og belægning kan passende forvarmning eller kontrolleret afkøling også være påkrævet.

Den korrekte termiske strategi afhænger af materialesystemet og bør bestemmes under procesudviklingen i stedet for at anvende en enkelt fast parameter på hver skrue.

Automatiseret beklædning til lange ekstruderskruer

Industriel skruegenfremstilling kræver mere end en laserkilde og et beklædningshoved.

Et praktisk system skal koordinere:

Laserbehandling + pulverfremføring + skruerotation + længdegående bevægelse + CNC-styring

For store emner skal maskinstrukturen også give tilstrækkelig lastekapacitet, bevægelseslængde og positioneringsstabilitet.

Automatiseret programmering gør det muligt for beklædningsbanen at følge forskellige skruediametre, stigninger og reparationszoner, samtidig med at gentagelige aflejringsforhold opretholdes.

Dette gør lasercladding velegnet til både individuel reparation af skruer med høj værdi og gentagen industriel reproduktion.

Efterbearbejdning og dimensionel restaurering

Laserbeklædning efterfølges normalt af præcisionsbearbejdning eller slibning.

Overskydende aflejret materiale fjernes, indtil den nødvendige skruevindingsdiameter, profil og frigang er genoprettet.

Slutinspektion kan omfatte:

• Skruens udvendige diameter
• Flyvehøjde og profil
• Dimensionskonsistens langs skruen
• Overfladetilstand
• Beklædningens integritet
• Nødvendige hårdheds- eller belægningsegenskaber

Den færdige komponent skal opfylde de mekaniske og dimensionelle krav til ekstruderingssystemet i stedet for blot at udvise et visuelt komplet beklædningslag.

Reparation af slidte skruer og beskyttelse af nye skruer

Laserbeklædning kan anvendes på to forskellige stadier af skruens livscyklus.

For slidte ekstruderskruer kan beskadigede flyveflader genopbygges og efterfølgende bearbejdes tilbage til de nødvendige dimensioner.

For nye skruer kan udvalgte områder med høj slidstyrke forstærkes, inden de tages i brug, for at forbedre overfladens holdbarhed.

Dette gør lasercladding til både en genfremstillingsteknologi og en forebyggende overfladebehandlingsproces.

Anvendelser ud over dækekstrudering

Det samme forarbejdningsprincip kan anvendes på andre industrielle skruekomponenter, der er udsat for kraftig slitage, herunder:

• Gummi ekstruder skruer
• Plast ekstruderskruer
• Komponenter til dobbeltskrueekstruder
• Sprøjtestøbeskruer
• Fremføringsskruer
• Industrielle transportskruer
• Andre store spiralformede slidkomponenter

Den passende beklædningsstrategi afhænger af den faktiske slidmekanisme, skruegeometri, substratmateriale og driftsforhold.

GREENSTONE laserbeklædningsløsninger til ekstruderskruer

GREENSTONE leverer laserbeklædningsprocesser og -udstyrsløsninger til ekstruderskruer, store aksler og andre industrielle komponenter, der kræver slidstærk overfladebehandling eller dimensionsrestaurering.

Til skrueapplikationer kan systemerne integrere CNC-styret rotation, længdebevægelse, præcisionspulvertilførsel og automatiseret spiralformet laserbeklædning i henhold til emnets dimensioner og geometri.

Løsningen bør konfigureres omkring den faktiske komponent i stedet for kun at blive valgt i henhold til lasereffekt.

For et skruelaserbeklædningsprojekt skal du angive skruetegningen, den samlede længde, den maksimale diameter, stigning, basismaterialet, den slidte position, den nødvendige genopbygningstykkelse, beklædningsmaterialet hvis specificeret og den ønskede produktionskapacitet . Disse parametre kan derefter bruges til at evaluere den passende proces-, materiale- og udstyrskonfiguration.