Greenstone-Tech мәліметтері бойынша , Фраунхофер лазерлік технология институты (Fraunhofer ILT) тиімді және экологиялық таза шешім болып саналатын EHLA (өте жоғары жылдамдықты лазерлік материалды тұндыру) технологиясын әзірледі. EHLA , әсіресе коррозия мен тозудан қорғауды қажет ететін экстремалды кернеулерге ұшырайтын металл компоненттерін жабу үшін айтарлықтай тұрақтылық артықшылықтарын ұсынады. Бүгінгі таңда EHLA технологиясы жаңартылды және Фраунхофер ILT ғалымдары серіктесі Ponticon компаниясымен бірлесіп, өндірісте қолдануды жетілдіруге бағытталған EHLA 3D деп аталатын патенттелген процесті әзірледі .

Төтенше жағдайларда маңызды металл компоненттеріне арналған лазерлік қаптама

Металл компоненттері көбінесе аэроғарыш, теңіз мұнай бұрғылау платформаларында, көмір машиналарында, қағаз орамдарында, гидравликалық цилиндрлерде немесе автомобиль тежегіш дискілерінде қолданылатын сияқты экстремалды жағдайларға ұшырайды. Бұл бөлшектер материалды коррозиядан және тез тозудан қорғау үшін арнайы жабындарды қажет етеді. Технологиялық жетістіктермен бұл компоненттерді жөндеуге нарықтық сұраныс өсті. Бұл сұраныс жекелендірілген, жоғары өнімді компоненттерді жөндеу немесе өндіру үшін өндіріс уақытын қысқартуға, сонымен қатар бағаның айтарлықтай қысымын қанағаттандыруға бағытталған.

Дегенмен, бұрын ешбір дәстүрлі процесс бұл стандарттарға сай келмеген. Қолданыстағы процестер компонент беттеріне жоғары сапалы металлургиялық байланысқан жұқа металл қабаттарын жағу үшін икемсіз, тиімсіз немесе экономикалық тұрғыдан жеткіліксіз болды. Қатты хроммен қаптау процесі ЕО-да тек 2017 жылдың қыркүйегінен бастап улы хромның (VI) электрохимиялық тұндыруынан туындаған қоршаған ортаға келтірілген зиянға байланысты мақұлданды.

EHLA технологиясы: революциялық балама

Бұл олқылықты жою үшін Fraunhofer ILT ғалымдары балама жабу процесін жасады: EHLA (өте жоғары жылдамдықты лазерлік материалды тұндыру). EHLA 2015 жылдан бері өнеркәсіп салаларында, әсіресе жабу өндірісінде қолданылып келеді.

Болашақ даму үшін тамаша негіз

Дәстүрлі әдістермен салыстырғанда, EHLA бірнеше негізгі салаларда, соның ішінде беру жылдамдығы мен тұндыру қалыңдығы бойынша бағаланады. 2017 жылы Fraunhofer ILT ғалымдары EHLA әзірлегені үшін беделді Джозеф фон Фраунхофер сыйлығымен марапатталды . Бұл технология дәстүрлі лазерлік материалды тұндыру кезінде беттік өңдеудің беру жылдамдығын минутына 0.5 метрден минутына 2 метрге дейін және тіпті минутына 50-ден 500 метрге дейін айтарлықтай арттырды. Нәтижесінде, жабын жылдамдығы 100-ден 250 есеге дейін артты, айтарлықтай жұқа қабаттар жағылды.

Негізгі артықшылықтарының бірі - жылудың төмен шығыны. Дәстүрлі лазерлік материалды тұндыру кезінде ұнтақ толтырғыш материалы салыстырмалы түрде үлкен балқытылған бассейнде компонент бетінде тікелей балқытылады, бұл материалдың қасиеттерін тұрақты түрде өзгертеді және көп энергия тұтынады. Керісінше, EHLA қатты ұнтақ бөлшектерін ауада тұрған күйінде еріту арқылы жұмыс істейді. Олар жоғары энергия шығыны кезінде одан әрі балқымай, бетіне сұйық күйде жетеді. Бұл дәстүрлі процестердегі әлдеқайда кең HAZ-мен салыстырғанда, жылу әсер ететін аймақтың (HAZ) небәрі бес-он микронға тең болуына әкеледі.

Бұл жетістік металлургиялық тұрғыдан үйлесімсіз, ыстыққа сезімтал материалдарды, мысалы, алюминий мен титанды жұптастыруға және өңдеуге мүмкіндік береді. Жалпы алғанда, компоненттердің беті әлдеқайда тегіс, кедір-бұдырлығы дәстүрлі тұндыру әдістерімен өндірілетін кедір-бұдырлықтың оннан бір бөлігіндей ғана. Бұл одан әрі әзірлеу қадамдары үшін тамаша негіз болып табылады.

EHLA 3D көмегімен келесі буын қоспаларын өндіру

Негізінде, EHLA жоғары жылдамдықты айналмалы қозғалыс жүйелерінде өңделетін барлық айналмалы симметриялы нысандарға жарамды, бірақ жоғары дәлдікпен үйлескенде өте жоғары жылдамдықтарға қол жеткізілгенде, технологияны одан да кең салаларда қолдануға болады.

2017 жылдан бастап Fraunhofer ILT командасы жаңа буын процестерін әзірлеп келеді: инновациялық EHLA технологиясын жылдам 3D басып шығару операцияларына біріктіретін EHLA 3D . Зерттеудің негізгі бағыты - EHLA-ны жоғары жылдамдықты 3D басып шығарумен біріктіру үшін өте жоғары жылдамдық пен дәлдік талаптарына сай келетін жүйелік технологияға қойылатын арнайы талаптарды анықтау .

EHLA 3D тек еркін пішінді бетті өңдеуге ғана емес, сонымен қатар процеске байланысты бірнеше бірегей артықшылықтарды ұсынады: жоғары құрастыру жылдамдығы, керемет икемділік, материалдың әртүрлілігі және жоғары дәлдік. Жақын арада бұл технология салаларға күрделі құрылымдарды оңай және тиімді түрде жаппай өндіруге мүмкіндік береді, бұл ретте жеке компоненттерді жасау мүмкін болады.

Алғашқы прототип және болашақ даму

Бұл жүйенің алғашқы прототипі 2019 жылы Германияның Висбаден қаласында Ponticon компаниясымен бірлесіп сәтті іске қосылды . Бұл прототип штативтің қозғалыс принципіне негізделген, ол құрастыру платформасына шыбықтар арқылы қосылған үш сызықтық қозғалтқышы бар құрылымды пайдаланады. Дайындама платформада қозғалады. Ол магниттік левитациялық пойызға ұқсас жұмыс істейді, мұнда арнайы құрылым инерциялық күштерді өтейді, бұл платформаның айтарлықтай діріл тудырмай өте тез және дәл қозғалуына мүмкіндік береді. Қазіргі уақытта жүйе салмағы 25 килограммға дейінгі компоненттерді өңдей алады, гравитациялық үдеу бес есеге дейін және жылдамдығы минутына 200 метрге дейін жетеді, сонымен қатар 100 микронның жоғары дәлдігін сақтай алады.

EHLA 3D процесін өнеркәсіптік пайдаланушылардың кең ауқымына қолжетімді ету үшін Fraunhofer ILT қазіргі уақытта жүйенің күрделілігін басқару үшін мақсатты зерттеулер жүргізуде. Бұл зерттеудің негізгі бағыттарына процесті бақылау тұжырымдамалары және автоматтандырылған жол жоспарлау құралдары кіреді. Процесті әзірлеу кезінде өңделетін материалдың үйлесіміне байланысты барлық параметрлерді: жылдамдықты, лазерлік қуатты және ұнтақ көлемін дәл үйлестіру қажет.

EHLA 3D өндіріс саласына әсері

EHLA 3D компоненттерді өндіру және өңдеу мүмкіндіктерінің ауқымын айтарлықтай кеңейтеді, бұл процесті әлдеқайда тиімді және экологиялық таза етеді. Қазіргі уақытта Халықаралық турбомашиналар өндірісі орталығындағы (ICTM) өнеркәсіптік жобада аэроғарыш және турбомашиналар салаларының бірнеше танымал компаниялары EHLA 3D өңдеу технологиясымен тәжірибе жүргізуде. Fraunhofer ILT компаниясының кейінгі зерттеу жобалары 2022 жылы қаржыландыруға ұсынылды, қосымша екіжақты және үкімет қаржыландыратын бірлескен жобалар жоспарлануда.

қорытынды

Қорытындылай келе, EHLA 3D аддитивті өндіріс және жөндеу салаларында төңкеріс жасап, жылдамдық, дәлдік және экологиялық тұрақтылықпен жоғары өнімді металл жабындарын жасаудың серпінді шешімін ұсынды. Оның лазерлік қаптау технологияларымен интеграциясы аэроғарыш және турбина өндірісін қоса алғанда, берік және дәл компоненттерді жөндеуді қажет ететін салаларды айтарлықтай өзгертуге мүмкіндік береді. EHLA 3D жүйесі қолжетімді және жетілдірілген сайын, ол компанияларға үнемді және жоғары сапалы шешімдер ұсына отырып, болашақта өндірістің негізгі құралына айналады деп күтілуде.