레이저 클래딩은 레이저 적층 제조 공정의 일종으로, 선택한 클래딩 재료를 기본 구성 요소의 표면에 적용하여 기판과 금속학적 결합을 형성합니다. 이 표면 코팅은 부식, 마모, 고온, 산화 및 특정 전기적 특성에 대한 기본 재료의 저항성을 크게 향상시킵니다. 이는 재료의 특정 성능 요구 사항을 충족하는 방식으로 공작물 표면을 수정하거나 수리하는 데 사용되는 동시에 귀중한 요소의 불필요한 소비를 방지하여 귀중한 자원을 절약합니다.

현재, 레이저 클래딩 는 주로 롤러, 가스터빈 블레이드, 기어 등과 같은 소재의 표면 개질을 통해 성능을 향상시키고, 수리 비용이 재제조 비용의 약 201%에 불과한 로터 및 드릴 비트와 같은 제품의 표면 수리를 통해 수리 시간을 단축하고 대규모 기업에서 지속적이고 안정적인 운영을 위해 핵심 부품의 신속한 수리에 대한 긴급한 요구를 해결하는 등 여러 주요 영역에 적용됩니다. 또한, 레이저 클래딩 기술을 사용하여 내마모성, 내식성이 뛰어난 합금을 금형 표면에 적용하여 이러한 부품의 수명을 크게 늘립니다.

일반적으로 사용되는 레이저 클래딩 재료

가장 일반적으로 사용되는 자료 레이저 클래딩 니켈 기반, 코발트 기반, 철 기반 합금, 텅스텐 카바이드 복합재 등이 있습니다. 이 중 니켈 기반 소재는 코발트 기반 소재에 비해 비용 효율이 높아 가장 많이 사용됩니다. 용접, 전기 도금, 스프레이, 화학 기상 증착과 같은 기존 방식과 비교했을 때 니켈 기반 소재는 훨씬 저렴합니다, 레이저 클래딩 기술은 다음과 같은 이점을 제공합니다:

빠른 냉각 속도: 급속 응고 공정을 통해 공작물은 세밀한 구조를 달성하거나 평형 공정으로는 얻을 수 없는 비평형 또는 비정질 상태와 같은 새로운 위상을 생성할 수 있습니다.

낮은 클래딩 희석: 클래딩 재료는 기판과 강력한 야금 결합 또는 계면 확산 결합을 형성합니다. 레이저 출력, 스폿 크기, 초점 거리와 같은 파라미터를 조정하여 조성과 희석을 제어한 고품질 코팅을 얻을 수 있습니다.

열 왜곡 최소화: 신속한 클래딩을 위해 고출력 밀도를 사용하여 변형을 제어하고 부품의 조립 허용 오차 이내로 줄일 수 있습니다. 부품이 클래딩 후 레이저 표면 강화 공정을 거치면 내부 응력이 제거되고 취성이 감소하여 최상의 결과를 얻을 수 있습니다.

유연한 파우더 선택: 사용할 수 있는 분말에는 거의 제한이 없으며, 특히 저융점 금속에 고융점 합금을 피복하는 경우 공정 요구 사항에 따라 모든 유형의 분말 재료를 선택할 수 있습니다.

선택적 클래딩: 레이저 클래딩 는 선택적 클래딩이 가능하여 재료 소비를 줄이면서 성능을 개선할 수 있어 경제적으로 효율적인 솔루션입니다.

접근하기 어려운 지역에 도달하기: 레이저 클래딩 레이저 스팟과 파우더가 필요한 부위에 도달할 수만 있다면 도달하기 어려운 부위에도 적용할 수 있습니다.

다양한 클래딩 두께: 클래딩 층의 두께를 다양하게 조절할 수 있으며, 코팅 품질을 향상시키기 위해 동일한 영역에 여러 번의 클래딩을 진행할 수 있습니다.

부품 수리 및 유지보수의 레이저 클래딩

특히 드라이브 샤프트의 부품 손상은 베어링 시트와 노출된 부위 등 다양한 위치에서 불규칙한 마모를 수반하는 경우가 많습니다. 자주 마모되거나 부식되는 부품이라도 특정 부위에만 손상이 나타날 수 있습니다. 또한 많은 표면이 비원형 및 비선형 특성을 가질 수 있으므로 한 번의 작업으로 여러 방향에 적응할 수 있는 클래딩 공정이 필요합니다. 이는 기존의 직선형 기계에서는 특히 어려운 작업이지만, 기계식 팔을 갖춘 로봇은 사람과 같은 동작을 시뮬레이션하여 이러한 작업을 처리할 수 있습니다. 레이저 클래딩 비원형 및 비선형 특징을 가진 부품에 이상적입니다. 전통적인 공작 기계, 특히 CNC 선반은 클래딩 작업 시 모션 캐리어로 여전히 일반적으로 사용됩니다.

레이저 클래딩의 산업 응용 분야

현재, 레이저 클래딩 은 조선 및 광업 기계와 같은 산업에서 특히 움직이는 주요 대형 부품을 제조하거나 수리하는 데 널리 사용됩니다. 이러한 핵심 부품을 신속하게 수리하고 개선할 수 있다는 것은 가동 중단 시간을 최소화하고 고가의 기계 수명을 연장하기 때문에 이러한 산업에서 상당한 이점이 됩니다.