1. はじめに：伝統的な境界を打ち破る

表面工学における重要なプロセスであるレーザークラッディング技術は、機械製造、石油化学、航空宇宙などの産業において、部品の修理と強化に不可欠な役割を果たしてきました。長年にわたり、業界では「レーザークラッディングはレーザー粉末クラッディングと同じ」という認識が一般的で、ワイヤ材料は主にアーク溶接プロセスと関連付けられており、レーザークラッディングとは別物とされていました。この限定的な認識は、 グリーンストーン・テック 主要な技術的ボトルネックを克服し、ワイヤ材料をレーザー肉盛システムに統合することに成功した。この画期的な成果により、この技術は「粉末」と「ワイヤ」が並行して存在する新たな段階へと移行した。

2. レーザー粉末クラッディングとレーザーワイヤクラッディングの主な違い

この2つのプロセスの根本的な違いは、被覆材の形状にあり、それが技術経路、プロセスパラメータ、コーティング性能、および全体的なコストに直接影響を与える。

レーザー粉末クラッディング:

• 使用される材料ステンレス鋼粉末、炭化タングステン粉末、ニッケル基合金粉末など。
• 優位性微細な粉末粒子と均一なレーザー吸収により、クラッド層の組成と厚さを精密に制御できるため、業界で主流の手法となっている。
• デメリットチタン、銅、アルミニウムなどの非鉄金属を加工する場合、粉末クラッディングプロセスでは多孔性欠陥や材料特性の低下が発生しやすい。さらに、粉末の製造、保管、輸送にはコストがかかり、クラッディングプロセスでは一般的に 15％-30％ 粉末の飛散や不完全な溶解による無駄が生じ、全体的なコストが大幅に増加する。

レーザーワイヤークラッディング:

• 使用される材料ステンレス鋼、ニッケル基合金、銅、チタン線などの金属線。
• 優位性ワイヤ被覆材は、延性、耐亀裂性、および著しく低い多孔性を示します。従来、ワイヤにおけるレーザーエネルギーの吸収は不均一であり、溶融にはアーク放電プロセスが必要となることが多かった。 グリーンストーン・テック 革新的なマルチビーム結合技術により、レーザーエネルギーの均一な吸収を実現し、従来のワイヤクラッディングの技術的限界を克服することで、この問題を解決しました。この画期的な技術は、非鉄金属を扱う際の粉末クラッディングの欠点を解消し、コスト管理にも貢献します。

3. グリーンストーン・テック：技術多様化を推進する中核的な力

国内レーザー肉盛り技術の主要な推進力として、 グリーンストーン・テック 継続的にイノベーションと技術革新を推進してきました。主なマイルストーンは以下のとおりです。

• 2017の終わり中国初の高速レーザー肉盛装置（粉末ベース）を導入し、肉盛速度を向上 0.5〜1 m / min 〜へ 3〜30 m / min外国の技術独占を打破し、レーザー肉盛技術の国内における急速な普及の基盤を築くことに成功した。
• その後の展開: Greenstone-Tech が導入しました 6kW～20kW高速レーザー粉末装置シリーズ差別化された機能を提供します。 6 kW 中出力機器は精密部品の修理に最適ですが、 10kW～20kW 高出力装置は、大規模で高硬度かつ耐摩耗性に優れたコーティングのニーズを満たします。
• 2024年～2025年計画: 起動中 6kW～20kWの高速レーザーワイヤクラッディング装置 内壁および外壁の両方の用途向けに、レーザークラッディング分野にワイヤクラッディング技術を体系的に導入します。この画期的な技術は、直径のパイプに適した内壁装置により、世界的な業界のギャップに対応します。 ≥80mmまた、複雑な部品への適応性を高めるため、調整可能なワイヤーアームを備えた外壁設置機器も用意されている。

4. レーザーワイヤクラッディング装置の主な利点

グリーンストーンテック社のレーザーワイヤークラッディング装置 複数の側面において、顕著な競争優位性を示す：

• 二重材料の互換性粉末加工モードとワイヤー加工モードの両方に対応しています。供給機構を切り替えるだけで、設備投資コストを削減しながら、加工の汎用性を高めることができます。
• 幅広い材料互換性従来のアーク溶接ワイヤに加え、銅、チタン、アルミニウム合金などの特殊な非鉄金属ワイヤにも対応しており、複雑な産業用途に適しています。
• 高い成膜効率: 最大堆積効率は 8～10kg/時粉末被覆装置（通常）よりも大幅に高い。 2～5kg/時）、これにより、大型部品や広範囲にわたる部品の処理サイクルを大幅に短縮できます。
• 複雑な経路への適応力:中央ワイヤ供給設計は 全方向移動これにより、複雑な3Dプリントや複雑な加工経路にも対応可能となる。
• 全体的なコストの削減金属線はわずか 3分の1から半分 粉末材料の場合、材料利用率はほぼ 100%処理コストを大幅に削減する。
• 安定したプロセス品質ワイヤ送給精度が高いため、クラッド層の厚さ公差は ±0.2 mm高速レーザー粉末肉盛技術に匹敵する結果をもたらす。

5. レーザーワイヤクラッディングの応用シナリオと開発可能性

実際の応用例やユーザーからのフィードバックに基づくと、レーザーワイヤクラッディング技術は既に複数の場面でレーザー粉末クラッディングに取って代わることが可能であり、特定の用途においては好ましいソリューションになりつつある。

• 内壁被覆材粉末被覆材によく見られる粉末の堆積や煙の発生といった問題を効果的に解決するため、石油パイプライン、酸・アルカリ輸送パイプ、火力発電所のスラリーパイプにおける内部腐食や摩耗の防止に最適です。
• 大面積コーティング化学反応容器や橋梁支承の腐食防止などの用途では、ステンレス鋼クラッドを使用することで、加工コストを削減できます。 30％-50％ 粉末被覆工法と比較して。
• 非鉄金属加工: 銅線の被覆の場合、多孔度は以下に制御されます 1% （に比べ 5% 粉末被覆の場合、爆発や火花の危険性がないため、航空宇宙用チタ​​ン合金部品の修理や強化に最適です。
• 金属積層造形: と組み合わせると 6kW～20kWの機器レーザーワイヤクラッディングは、6軸ロボットアームや位置決め装置などと組み合わせることで、複雑な金属部品の造形を可能にします。すでに航空宇宙産業や研究・教育機関で活用されています。

6. 結論

レーザー肉盛技術が「粉末主導型」から「ワイヤ積層型」へと進化する過程は、レーザーエネルギー制御、材料適合性、コスト構造、およびプロセス効率に関する深い探求の成果である。 グリーンストーン・テック 欧州と米国の長年にわたる技術的独占を打ち破っただけでなく、マルチビーム技術の革新的な使用により、マルチキロワット級レーザーワイヤクラッディングシステムの世界的なギャップも埋めた。 「粉末＋ワイヤー」デュアルトラック技術ルート さまざまな産業向けに柔軟なシステムソリューションを提供し、金属コーティングにおけるレーザー粉末クラッディングの精度を維持しながら、非鉄金属加工の課題やワイヤクラッディングのコスト問題を効果的に解決します。

レーザーワイヤクラッディング技術は、内壁クラッディング、大面積コーティング、積層造形などの用途で成熟度を増しており、その代替技術としての可能性はますます高まっています。将来的には、この技術はレーザークラッディング業界を「単一材料選択」から「あらゆるシナリオに対応する技術適応」へと変革させ、機械製造や航空宇宙産業などの発展をさらに促進するでしょう。また、環境に優しく効率的な産業アップグレードやレーザー再生製造の推進においても重要な役割を果たすと考えられます。