Pelapisan laser adalah jenis proses manufaktur aditif laser, di mana bahan pelapis yang dipilih diaplikasikan pada permukaan komponen dasar, membentuk ikatan metalurgi dengan substrat. Pelapisan permukaan ini secara signifikan meningkatkan ketahanan bahan dasar terhadap korosi, keausan, suhu tinggi, oksidasi, dan sifat listrik tertentu. Ini digunakan untuk memodifikasi atau memperbaiki permukaan benda kerja dengan cara yang memenuhi persyaratan kinerja spesifik bahan, sekaligus menghemat sumber daya berharga dengan menghindari konsumsi elemen berharga yang tidak perlu.

Saat ini, kelongsong laser terutama diterapkan di beberapa bidang utama: modifikasi permukaan material seperti roller, bilah turbin gas, roda gigi, dll., untuk meningkatkan kinerjanya; perbaikan permukaan produk seperti rotor dan mata bor, di mana biaya perbaikannya hanya sekitar 20% dari biaya produksi ulang, memperpendek waktu perbaikan, dan memenuhi kebutuhan mendesak akan perbaikan cepat komponen-komponen penting untuk operasi yang berkelanjutan dan andal di perusahaan berskala besar. Selain itu, kelongsong laser digunakan untuk mengaplikasikan paduan yang sangat tahan aus dan tahan korosi pada permukaan cetakan, yang secara signifikan meningkatkan masa pakai komponen ini.

Bahan Kelongsong Laser yang Umum Digunakan

Bahan yang paling umum digunakan dalam kelongsong laser termasuk paduan berbasis nikel, berbasis kobalt, berbasis besi, dan komposit tungsten karbida. Di antara semua ini, bahan berbasis nikel adalah yang paling sering digunakan karena efektivitas biayanya bila dibandingkan dengan bahan berbasis kobalt. Dibandingkan dengan metode tradisional seperti pengelasan, pelapisan listrik, penyemprotan, dan pengendapan uap kimia, kelongsong laser menawarkan keuntungan sebagai berikut:

Tingkat Pendinginan Cepat: Proses pemadatan yang cepat memungkinkan benda kerja mencapai struktur berbutir halus atau menghasilkan fase baru, seperti kondisi non-kesetimbangan atau amorf, yang tidak dapat diperoleh melalui proses kesetimbangan.

Pengenceran Kelongsong Rendah: Bahan kelongsong membentuk ikatan metalurgi yang kuat atau ikatan difusi antarmuka dengan substrat. Dengan menyesuaikan parameter, seperti daya laser, ukuran titik, dan panjang fokus, lapisan berkualitas tinggi dengan komposisi dan pengenceran yang terkendali dapat diperoleh.

Distorsi Termal Minimal: Dengan menggunakan kepadatan daya tinggi untuk kelongsong cepat, deformasi dapat dikontrol dan dikurangi hingga berada dalam toleransi perakitan komponen. Jika bagian tersebut menjalani proses peningkatan permukaan laser pasca-pelapisan, tekanan internal akan dihilangkan, dan kerapuhan akan berkurang, sehingga memberikan hasil terbaik.

Pemilihan Bedak yang Fleksibel: Hampir tidak ada batasan pada serbuk yang dapat digunakan, dan semua jenis bahan serbuk dapat dipilih sesuai dengan persyaratan proses, khususnya pada kasus di mana paduan titik leleh tinggi dilapisi pada logam dengan titik leleh rendah.

Selubung Selektif: Pelapis laser memungkinkan pelapisan selektif, mengurangi konsumsi bahan sekaligus meningkatkan kinerja, menjadikannya solusi yang efisien secara ekonomi.

Menjangkau Daerah yang Sulit Diakses: Pelapis laser dapat diterapkan pada area yang sulit dijangkau, selama titik laser dan bubuk dapat menjangkau area yang diperlukan.

Berbagai macam ketebalan kelongsong: Ketebalan lapisan kelongsong dapat bervariasi, dan area yang sama dapat mengalami beberapa kali pelapisan kelongsong untuk meningkatkan kualitas lapisan.

Pelapisan Laser dalam Perbaikan dan Pemeliharaan Komponen

Kerusakan komponen, terutama pada poros penggerak, sering kali melibatkan keausan yang tidak teratur di berbagai lokasi seperti dudukan bantalan dan area yang terbuka. Bahkan komponen yang sering aus atau terkorosi mungkin hanya menunjukkan kerusakan di area tertentu. Banyak permukaan mungkin juga memiliki karakteristik non-lingkaran dan non-linier, yang membutuhkan proses pelapisan yang dapat beradaptasi dengan berbagai orientasi dalam satu operasi. Hal ini sangat menantang untuk mesin garis lurus tradisional, tetapi robot dengan lengan mekanis dapat mensimulasikan gerakan seperti manusia untuk menangani tugas-tugas seperti itu, membuat kelongsong laser ideal untuk komponen dengan fitur non-lingkaran dan non-linier. Peralatan mesin tradisional, khususnya mesin bubut CNC, masih umum digunakan sebagai pembawa gerakan selama operasi cladding.

Aplikasi Industri Pelapis Laser

Saat ini, kelongsong laser banyak digunakan dalam industri seperti pembuatan kapal dan mesin pertambangan, terutama untuk membuat atau memperbaiki komponen utama yang bergerak besar. Kemampuan untuk memperbaiki dan meningkatkan komponen penting ini dengan cepat merupakan keuntungan yang signifikan dalam industri ini, karena meminimalkan waktu henti dan memperpanjang masa pakai mesin yang mahal.