با ادامهٔ تکامل فناوری ساخت با لیزر،, پوششدهی لیزری بهعنوان یک تکنیک پیشرفته مهندسی سطح با مزایای قابلتوجه در بازتولید، تقویت سطح و تعمیر قطعات ظهور کرده است. روشهای تغذیه پودری نقش حیاتی در تعیین اثربخشی ایفا میکنند. پوششدهی لیزری, که مستقیماً بر کیفیت لایه پوششدهی و کارایی فرآیند تأثیر میگذارد. فناوری پوششدهی لیزری با تغذیه مرکزی، که بهعنوان روش جدید تغذیه پودر مبتنی بر تغذیه پودر آفاکسیس و هممحوری سنتی توسعه یافته است، بهویژه برای سرعتهای بالا مناسب است. پوششدهی لیزری کاربردها. این روش از مزایای پوششدهی لیزری در صافی سطح، بهرهوری فرآوری و استفاده از پودر.
فناوری پوششدهی لیزری تغذیه مرکزی چیست؟
فناوری تغذیه مرکزی، که اغلب به آن “فناوری پودر بسته سبک” گفته میشود، با یک کانال پودر واحد در مرکز سر روکش مشخص میشود. پرتو لیزر به صورت حلقهای یا چندین پرتو اطراف جریان پودر توزیع میشود. در طول پوششدهی لیزری در این فرایند، پودر فلز تحت تأثیر نیروهای آیرودینامیکی و گرانشی از کانال مرکزی جریان مییابد. پرتوهای لیزر اطراف با پودر روی سطح قطعه کار همگرا میشوند. پودر مرکزی توسط انرژی لیزر تا حالت مذاب یا نیمهمذاب گرم شده و سپس به حوضچه مذاب میریزد و لایهای متالورژیکی پیوندی متراکم و صاف تشکیل میدهد.
اکنون، بیایید تفاوتهای بین مرکز-تغذیه را تحلیل کنیم. پوششدهی لیزری فناوری و سایر روشهای تغذیه پودری در چندین بعد کلیدی.
بهبود قابل توجه در بهرهوری پودر، تا ۹۰۱TP3T
در مقایسه با روشهای سنتی تغذیه پودر بادی کوآکسیال، تغذیه مرکزی پوششدهی لیزری از طراحی یک جریان پودر واحد استفاده میکند که از اتلافات ناشی از پاشش در اثر برخورد چندین جریان پودر جلوگیری میکند. هنگام انجام پوششدهی عمودی با لیزر، از فشار هوای پایینتری برای تغذیه پودر استفاده میشود که نه تنها زمان تماس بین پودر و لیزر را برای ذوب بهتر افزایش میدهد، بلکه بازگشت و پاشش ناشی از برخورد پودر با زیرلایه را نیز کاهش میدهد. کاربردهای عملی نشان میدهند که این فناوری میتواند بهرهوری پودر را تا ۹۰٪ افزایش دهد، که در کاهش مصرف فلزات گرانقیمت در طول پوششدهی لیزری.
۲. سیستم نوری پایدارتر، با پشتیبانی از پردازش مداوم بلندمدت
در روشهای تغذیه پودر هممحور و خارجمحور، پرتو لیزر مستقیماً بر حوضچه مذاب میتابد و بازتاب بالای حوضچه و تابش حرارتی مداوم آن میتواند با سیستم نوری تداخل ایجاد کرده و بر پایداری پردازش بلندمدت تأثیر بگذارد. تغذیه مرکزی پوششدهی لیزری با این حال، سرها پرتو لیزر را با زاویهٔ شیب مشخصی صادر میکنند و از بازتاب مستقیم آن از طریق حوضچهٔ مذاب به اجزای نوری جلوگیری کرده و عملاً تداخل ناشی از تابش حرارتی و پاشش فلز را ایزوله میکنند. بنابراین، این فناوری بهویژه برای پوششدهی لیزری وظایفی که نیازمند خروجی نور مداوم برای مدتهای طولانی هستند، که پایداری و طول عمر تجهیزات را به طور قابل توجهی افزایش میدهد.
۳. بازده پوششدهی بالا، مناسب برای لایههای نازک با کیفیت بالا
در حالت معمول پوششدهی لیزری در کاربردها، فناوری تغذیه مرکزی به دلیل کارایی بالای جفتشدن بین پودر و انرژی لیزر، کارایی پوششدهی بالایی را محقق میکند. این فناوری میتواند کارایی پوششدهی ۰.۷–۱.۲ مترمربع بر ساعت (وقتی ضخامت لایه پوششدهی ۰.۵–۰.۷ میلیمتر باشد) را به دست آورد. علاوه بر این، سرعت بالا پوششدهی لیزری این امر منجر به زمان ماند بسیار کوتاه حوضچه مذاب میشود که رقیقشدن لایه روکش را به حداقل میرساند و تضمین میکند خواص زیرلایه دستنخورده باقی بمانند. لایه روکش تولیدشده با این فناوری همچنین دارای زبری سطحی عالی، مقاومت خوب در برابر ترک و تغییر شکل حرارتی حداقلی قطعه کار است که آن را برای پوششهای محافظ سطحی روی قطعات جدید ایدهآل میسازد.
۴. مقایسه جامع تغذیه مرکزی در مقابل تغذیه هممحوره پودری
در مقایسه با روشهای سنتی تغذیه پودر بادی کوآکسیال، تغذیه مرکزی پوششدهی لیزری مزایایی در شکل جریان پودر، نیازمندیهای فشار هوا و بهرهوری انرژی ارائه میدهد. ساختار جریان تکپودری بهطور مؤثر از تداخل پودرها با یکدیگر جلوگیری میکند. فشار هوای پایین و تغذیه آهسته پودر، اثر گرمایی لیزر بر پودر را افزایش داده و در عین حال از بازگشت و پاشش پودر جلوگیری میکند. واقعی پوششدهی لیزری موارد نشان میدهند که پردازش با تغذیه مرکزی منجر به جرقههای ملایم با حداقل پاشش میشود که کیفیت سطح را بهبود بخشیده و تکرارپذیری فرآیند را افزایش میدهد.
خلاصه و چشمانداز
روشهای تغذیه پودری خارج از محور و هممحور به طور گسترده در توسعه مورد استفاده قرار گرفتهاند. پوششدهی لیزری فناوریها، اما کاربردهای آنها به دلیل مسائلی مانند بهرهبرداری از پودر و پایداری سیستم نوری محدود است. تغذیه مرکزی پوششدهی لیزری این فناوری بهطور مؤثر این کاستیها را برطرف میکند و چندین مزیت فنی را به نمایش میگذارد. با یکپارچهسازی عمیق سرعت بالا پوششدهی لیزری و تغذیه پودری از مرکز، ما معتقدیم که “سرعت بالا» پوششدهی لیزری ”+ center-feed» در آینده به جهت غالب تبدیل خواهد شد. پوششدهی لیزری, ، ایفای نقشی روزافزون و مهم در بازارهای تولید پیشرفته و بازتولید.
گراهام لو
دکتر گراهام لو – مهندس ارشد، متخصص MIM تیتانیوم دکتر گراهام لو بهعنوان یک مرجع شناختهشده در زمینه قالبگیری تزریقی فلز (MIM)، با تمرکز ویژه بر آلیاژهای تیتانیوم، فعالیت میکند. او در حال حاضر بهعنوان مهندس ارشد در مؤسسه تحقیقات فلزات غیرآهنی فعالیت میکند و دارای دکترای تخصصی (Ph.D.) از انجمن هلمولتز مراکز تحقیقاتی آلمان است و بهعنوان پژوهشگر پسادکترا خدمت کرده است که به او بنیان نظری عمیق و تجربه از مؤسسات تحقیقاتی برتر اروپایی بخشیده است. تحقیقات او به عمق فناوری MIM میپردازد و بر حوزههای حیاتی مانند رئولوژی خوراک اولیه تیتانیوم، فرآیندهای کاتالیزوری/گرمایی جداسازی با محتوای کم کربن/اکسیژن، و ... تمرکز دارد.
