Comprensión del proceso de fabricación aditiva por láser: revestimiento láser

4 de septiembre de 2023

El revestimiento láser es un tipo de proceso de fabricación aditiva por láser, en el que se aplica un material de revestimiento seleccionado a la superficie de un componente base, formando una unión metalúrgica con el sustrato. Este recubrimiento superficial mejora significativamente la resistencia del material base a la corrosión, el desgaste, las altas temperaturas, la oxidación y ciertas propiedades eléctricas. Se utiliza para modificar o reparar la superficie de las piezas de trabajo de forma que cumpla con los requisitos específicos de rendimiento de los materiales, a la vez que se ahorran valiosos recursos al evitar el consumo innecesario de elementos preciosos.

Actualmente, revestimiento láser Se aplica principalmente en diversas áreas clave: modificación de superficies de materiales como rodillos, álabes de turbinas de gas, engranajes, etc., para aumentar su rendimiento; reparación de superficies de productos como rotores y brocas, donde el costo de reparación es de tan solo 201 TP3T del costo de refabricación, lo que acorta el tiempo de reparación y atiende la urgente necesidad de reparaciones rápidas de componentes clave para operaciones continuas y confiables en grandes empresas. Además, revestimiento láser Se utiliza tecnología para aplicar una aleación súper resistente al desgaste y a la corrosión a la superficie de los moldes, aumentando significativamente la vida útil de estos componentes.

Materiales de revestimiento láser de uso común

Los materiales más utilizados en revestimiento láser Incluyen aleaciones a base de níquel, cobalto y hierro, así como compuestos de carburo de tungsteno. Entre estos, los materiales a base de níquel son los más utilizados debido a su rentabilidad en comparación con los materiales a base de cobalto. En comparación con métodos tradicionales como la soldadura, la galvanoplastia, la pulverización y la deposición química de vapor, revestimiento láser La tecnología ofrece las siguientes ventajas:

Velocidad de enfriamiento rápida:El proceso de solidificación rápida permite que la pieza alcance estructuras de grano fino o produzca nuevas fases como estados de no equilibrio o amorfos, que no se pueden obtener mediante procesos de equilibrio.

Baja dilución del revestimientoEl material de revestimiento forma una fuerte unión metalúrgica o de difusión interfacial con el sustrato. Ajustando parámetros como la potencia del láser, el tamaño del punto y la distancia focal, se puede obtener un recubrimiento de alta calidad con composición y dilución controladas.

Distorsión térmica mínimaUtilizando alta densidad de potencia para un revestimiento rápido, se puede controlar la deformación y reducirla hasta la tolerancia de ensamblaje de la pieza. Si la pieza se somete a un proceso de mejora superficial por láser posterior al revestimiento, se eliminan las tensiones internas y se reduce la fragilidad, obteniendo así los mejores resultados.

Selección flexible de polvos:Casi no existen restricciones sobre los polvos que se pueden utilizar, y se puede seleccionar cualquier tipo de material en polvo según los requisitos del proceso, especialmente en los casos en que se recubren aleaciones de alto punto de fusión sobre metales de bajo punto de fusión.

Revestimiento selectivo: Revestimiento láser Permite un revestimiento selectivo, reduciendo el consumo de material y mejorando el rendimiento, convirtiéndolo en una solución económicamente eficiente.

Llegando a zonas de difícil acceso: Revestimiento láser Se puede aplicar en áreas de difícil acceso, siempre que el punto láser y el polvo puedan llegar a las regiones requeridas.

Amplia gama de espesores de revestimiento:Se puede variar el espesor de la capa de revestimiento y la misma área puede sufrir múltiples pasadas de revestimiento para mejorar la calidad del recubrimiento.

Revestimiento láser en la reparación y mantenimiento de componentes

Los daños en los componentes, especialmente en los ejes de transmisión, suelen implicar un desgaste irregular en diversas ubicaciones, como los asientos de los cojinetes y las zonas expuestas. Incluso las piezas que se desgastan o corroen con frecuencia pueden presentar daños solo en zonas específicas. Muchas superficies también pueden presentar características no circulares y no lineales, lo que requiere un proceso de revestimiento que se adapte a múltiples orientaciones en una sola operación. Esto supone un reto especial para las máquinas tradicionales de línea recta, pero los robots con brazos mecánicos pueden simular movimientos similares a los humanos para realizar estas tareas, lo que facilita... revestimiento láser Ideal para piezas con características no circulares y no lineales. Las máquinas herramienta tradicionales, en particular los tornos CNC, se siguen utilizando comúnmente como soportes de movimiento durante las operaciones de revestimiento.

Aplicaciones industriales del revestimiento láser

Actualmente, revestimiento láser Se utiliza ampliamente en industrias como la construcción naval y la maquinaria minera, especialmente para la fabricación o reparación de piezas móviles clave de gran tamaño. La capacidad de reparar y mejorar rápidamente estos componentes críticos supone una ventaja significativa en estas industrias, ya que minimiza el tiempo de inactividad y prolonga la vida útil de maquinaria costosa.

Sheldon Li

Dr. Sheldon Li – Ingeniero Jefe, Desarrollo de Equipos para Fabricación Aditiva. El Dr. Sheldon Li es un ingeniero de primer nivel y líder técnico especializado en la investigación y el desarrollo de equipos para fabricación aditiva. Como experto con un doctorado en metales no ferrosos, su profundo conocimiento de las propiedades de los materiales le proporciona una ventaja única en el campo del desarrollo de equipos. Su experiencia se centra en el diseño y desarrollo de equipos de vanguardia para la fabricación aditiva, con especialización en equipos de deposición para recubrimientos metálicos funcionales especiales. Esto incluye tecnologías como la deposición de metal por láser (LMD), la proyección térmica en frío o la deposición física de vapor (PVD) para crear recubrimientos resistentes al desgaste…

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