Rehvide ja kummi tootmisel kasutatavad ekstruuderkruvid töötavad pidevalt suure mehaanilise koormuse, hõõrdumise ja abrasiivse materjalivoolu all. Pikaajalise töö käigus kaotavad kruvikeerdud ja muud suure kokkupuutega piirkonnad järk-järgult materjali, muutes algset geomeetriat ja vähendades ekstrusiooni stabiilsust.

Laserkatmine pakub tõhusat meetodit kulunud kruvikeerdude taastamiseks ja kulumiskindlate metallpindade pealekandmiseks rehvide ekstruuderi kruvide kriitilistele kohtadele.

Seda tehnoloogiat saab kasutada nii kulunud kruvide taastamiseks kui ka uute komponentide tugevdamiseks enne hooldust.

Miks rehvi ekstruuderi kruvid kuluvad?

Kummi ekstrusiooni ajal transpordib, surub ja segab pöörlev kruvi pidevalt materjali silindris.

Mehaanilise kontakti, hõõrdumise, rõhu ja abrasiivsete ühendite kombinatsioon põhjustab järkjärgulist kulumist, eriti kruvikeerdratastel.

Tüüpiline halvenemine hõlmab järgmist:

• Kruvilendi serva kulumine
• Lennukõrguse vähendamine
• Lokaliseeritud materjalikaotus
• Suurem kliirens kruvi ja silindri vahel
• Ebaühtlane kulumine kruvi pikkuses
• Pinna kriimustused ja hõõrdumine
• Mõõtmete kõrvalekalle pärast pikaajalist töötamist

Kulumise edenedes suureneb kruvi ja silindri vaheline lõtk. See võib mõjutada materjali transporti, rõhu teket, ekstrusiooni efektiivsust ja protsessi järjepidevust.

Kui peamise kruvi korpus jääb konstruktsiooniliselt terveks, ei pruugi kogu komponendi väljavahetamine olla vajalik.

Laserkattega poltidega kruvikeerdude restaureerimine

Laserkatmine paigaldab materjali otse kruvi kulunud piirkondadele.

Metallipulber juhitakse laseriga genereeritud kontrollitud sulatusbasseini, mis tekitab aluspinnale metallurgiliselt ühendatud kihi.

Kruvikeerdude parandamiseks toimub protsess tavaliselt järgmiselt:

Kontroll → pinna ettevalmistus → laserkatmine → mõõtmete taastamine → mehaaniline töötlemine/lihvimine → mõõtmete kontroll

Ladestatud materjal annab piisava varu järgnevaks viimistluseks, mis võimaldab kruvi keerdprofiili taastada algsele geomeetriale lähedale.

Spiraalse geomeetria järgimine

Erinevalt tavapärastest silindrilistest võllidest on ekstruuderi kruvidel pidevad spiraalsed elemendid.

Edukas laserkatmine nõuab seega tooriku pöörlemise ja töötluspea või masina telje pikisuunalise liikumise koordineeritud liikumist.

Laser peab järgima kruvi spiraali, säilitades samal ajal asjakohased:

• Töötlemispositsioon
• sõidukiirus
• Eemale asetamise kaugus
• Pulbri kohaletoimetamine
• Raja kattumine
• Laseri orientatsioon

Suurte või pikkade ekstruuderi kruvide puhul tagavad CNC-juhitavad mitmeteljelised süsteemid korduva täpsuse, mis on vajalik pidevaks töötlemiseks pikematel spiraalsetel radadel.

See liikumise juhtimise võimekus on protsessi kriitiline osa – mitte lihtsalt laserallika lisatarvik.

Lokaliseeritud parandus täispinna sadestamise asemel

Kulumine ei ole kogu kruvi ulatuses alati ühtlane.

Paljudes rakendustes toimub kõige suurem materjalikadu kruvikeerdude välisservadel ja tööpindadel.

Laserkatmine võimaldab materjali sadestada spetsiaalselt nendele suure kulumisega piirkondadele, selle asemel et katta kogu kruvi korpus.

See valikuline lähenemine võib vähendada:

• Pulbri tarbimine
• Soojuse sisend
• Töötlusaeg
• Tarbetu töötlemine
• Kogu ümbertöötlemise maksumus

Tugevalt kulunud sektsioonide puhul saab vajaliku materjalimahu taastamiseks kanda täiendavaid kihte.

Kulumiskindla materjali valik

Kattematerjal tuleks valida vastavalt alusmaterjalile, kulumismehhanismile ja nõutavatele viimistlusomadustele.

Sõltuvalt töötingimustest võivad sobivad materjalisüsteemid hõlmata nikli-, raua- või muid kulumiskindlaid sulameid , kusjuures täiendavate kõvade faaside hulka kuuluvad ka need, mille puhul on vaja suurt abrasiivset kulumiskindlust.

Maksimaalne kõvadus ei ole aga automaatselt parim lahendus.

Ladestunud kiht peab tagama sobiva tasakaalu järgmiste elementide vahel:

Kulumiskindlus + sitkus + pragunemiskindlus + metallurgiline ühilduvus + töödeldavus

Kruvide parandamisel on see tasakaal eriti oluline, sest ladestunud piirkond vajab tavaliselt lõpliku keerdprofiili taastamiseks järgnevat töötlemist või lihvimist.

Kruvidega laserkatte protsessijuhtimine

Remonditud kruvi kvaliteet sõltub kogu protsessiaknast.

Olulised parameetrid hõlmavad järgmist:

• Laserivõimsus
• Tala suurus
• sõidukiirus
• Pöörlemiskiirus
• Pulbri etteandekiirus
• Raja kattumine
• Kihi paksus
• Kaitsegaas
• Eelsoojendusstrateegia vajadusel

Need muutujad tuleb kooskõlastada kruvi läbimõõdu, sammu, alusmaterjali, katte sulami ja vajaliku ümberehituse paksusega.

Eesmärk on saavutada stabiilne sadestamine, usaldusväärne metallurgiline sidumine, kontrollitud lahjendus ja piisav taastamispaksus ilma tarbetu termilise deformatsiooni või pragunemiseta.

Suurte kruvide soojuskoormuse haldamine

Ekstruuderi kruvid võivad olla pikad, rasked ja geomeetriliselt keerukad. Seetõttu tuleb pideva plakeerimise ajal arvestada termilise akumuleerumisega.

Töötlemisstrateegia võib hõlmata sadestamisjärjestuse, laseri energia sisendi, vahekihi temperatuuri ja tooriku pöörlemise juhtimist soojusjaotuse haldamiseks.

Teatud aluspinna ja katte kombinatsioonide puhul võib olla vajalik ka sobiv eelsoojendus või kontrollitud jahutamine.

Õige termiline strateegia sõltub materjalisüsteemist ja see tuleks kindlaks määrata protsessi väljatöötamise ajal, mitte rakendada igale kruvile ühte fikseeritud parameetrit.

Pikkade ekstruuderi kruvide automaatne katmine

Tööstuslik kruvide taastamine nõuab enamat kui laserallikat ja kattepead.

Praktiline süsteem peab koordineerima:

Lasertöötlus + pulbri etteandmine + kruvi pöörlemine + pikisuunaline liikumine + CNC juhtimine

Suurte toorikute puhul peab masina konstruktsioon tagama ka piisava kandevõime, liikumispikkuse ja positsioneerimisstabiilsuse.

Automatiseeritud programmeerimine võimaldab kattekihi rajal järgida erinevaid kruvide läbimõõte, samme ja parandustsoone, säilitades samal ajal korduvad sadestamistingimused.

See muudab laserplakaadimise sobivaks nii üksikute kõrge väärtusega kruvide parandamiseks kui ka korduvaks tööstuslikuks ümbertöötlemiseks.

Mehaaniline järeltöötlus ja mõõtmete taastamine

Laserkatmisele järgneb tavaliselt täppistöötlus või lihvimine.

Liigne ladestunud materjal eemaldatakse, kuni kruvi keerdlaba vajalik läbimõõt, profiil ja kliirens on taastatud.

Lõplik kontroll võib hõlmata järgmist:

• Kruvi välisläbimõõt
• Lennukõrgus ja -profiil
• Mõõtmete järjepidevus mööda kruvi
• Pinna seisukord
• Katte terviklikkus
• Nõutav kõvadus või katte omadused

Valmis komponent peab vastama ekstrusioonisüsteemi mehaanilistele ja mõõtmetele esitatavatele nõuetele, mitte lihtsalt näitama visuaalselt terviklikku kattekihti.

Kulunud kruvide parandamine ja uute kruvide kaitsmine

Laserkatmist saab rakendada kruvi elutsükli kahes erinevas etapis.

Kulunud ekstruuderi kruvide puhul saab kahjustatud pindu ümber ehitada ja seejärel vajalike mõõtmetega töödelda.

Uute kruvide puhul saab valitud suure kulumisega kohti enne kasutuselevõttu tugevdada, et parandada pinna vastupidavust.

See muudab laserplakaadimise nii taastamistehnoloogiaks kui ka ennetavaks pinnatöötlusprotsessiks.

Rakendused peale rehvide ekstrusiooni

Sama töötlemispõhimõtet saab rakendada ka teistele tööstuslikele kruvikomponentidele, mis puutuvad kokku tugeva kulumisega, sealhulgas:

• Kummist ekstruuderi kruvid
• Plastist ekstruuderi kruvid
• Kahe kruviga ekstruuderi komponendid
• Survevalu kruvid
• Söötmiskruvid
• Tööstuslikud konveieri kruvid
• Muud suured spiraalsed kulumiskomponendid

Sobiv katmisstrateegia sõltub tegelikust kulumismehhanismist, kruvi geomeetriast, alusmaterjalist ja töötingimustest.

GREENSTONE laserkattelahendused ekstruuderkruvidele

GREENSTONE pakub laserkatmisprotsesse ja seadmete lahendusi ekstruuderi kruvide, suurte võllide ja muude tööstuskomponentide jaoks, mis vajavad kulumiskindlat pinnatöötlust või mõõtmete taastamist.

Kruvirakenduste puhul saavad süsteemid integreerida CNC-juhitava pöörlemise, pikisuunalise liikumise, täpse pulbri etteande ja automaatse spiraalrajaga laserkatte vastavalt tooriku mõõtmetele ja geomeetriale.

Lahendus tuleks konfigureerida tegeliku komponendi ümber, mitte valida ainult laseri võimsuse järgi.

Kruvilaserkattega projekti puhul esitage kruvi joonis, kogupikkus, maksimaalne läbimõõt, samm, alusmaterjal, kulumiskoht, vajalik taastamispaksus, kattematerjal (kui see on täpsustatud) ja sihttootmisvõimsus . Neid parameetreid saab seejärel kasutada sobiva protsessi, materjali ja seadmete konfiguratsiooni hindamiseks.