Matrijzen gaan vaak kapot na langdurig gebruik door oppervlakteslijtage, corrosie en andere factoren. Traditionele methoden houden meestal in dat de mallen worden gesloopt, wat leidt tot verspilling van grondstoffen. Het gebruik van geschikte reparatietechnologieën om de levensduur van matrijzen te verlengen is cruciaal. Van de verschillende technieken om matrijzen te repareren is lasercladding een efficiënte en effectieve oppervlaktetechniek die steeds populairder wordt. Momenteel wordt lasercladding veel toegepast op het gebied van matrijsreparatie, met de volgende belangrijke toepassingen:

1. Gietvormreparatie

Spuitgieten, in het bijzonder het spuitgieten van lichte legeringen, wordt veel gebruikt in industrieën zoals de auto-industrie en telecommunicatie. Tijdens het spuitgietproces vult gesmolten metaal de matrijsholte onder hoge druk en snelheid, waardoor de matrijs herhaaldelijk in contact komt met metalen van hoge temperatuur, wat leidt tot problemen zoals thermische vermoeidheid, slijtage en corrosie. Hoewel technieken voor oppervlakteverbetering vaak worden gebruikt om matrijzen te behandelen, gaat nog steeds een aanzienlijk aantal spuitgietmatrijzen elk jaar kapot door slijtage van het oppervlak, thermische scheurvorming en corrosie. Lasercladden met hoogwaardige nanocoatings is zeer geschikt voor het repareren van deze matrijzen. De snelle stolling van lasercladding, gecombineerd met de uitstekende eigenschappen van nano-coatings, resulteert in reparatieoppervlakken die zelfs beter kunnen presteren dan nieuwe mallen. Een bedrijf gespecialiseerd in aluminium spuitgieten zag bijvoorbeeld de levensduur van zijn matrijs met 1,5 keer toenemen na het aanbrengen van lasercladding voor reparatie.

2. Zandgietvorm reparatie

Zandgieten heeft een lange geschiedenis, maar handmatig gieten is inefficiënt. Voor massaproductie, zoals auto-onderdelen, worden vaak metalen mallen gebruikt. Net als spuitgietmallen hebben ook metalen mallen bij zandgieten last van slijtage, die effectief kan worden gerepareerd met lasercladdingtechnologie. Vergeleken met andere mallen hebben zandgietmallen lagere precisie-eisen en zijn ze eenvoudiger te repareren. Terwijl snelle reparaties met plamuur of hars gebruikelijk zijn in de praktische productie, zijn lasercladding coatings veel beter in termen van prestaties op lange termijn.

3. Kunststof schimmelreparatie

Kunststof matrijzen, zoals spuitgietmatrijzen en blaasmatrijzen, hebben ook te kampen met problemen zoals thermische vermoeidheid, slijtage en corrosie. Door de complexe structuur en hoge precisie die nodig zijn voor kunststof mallen, zijn ze duurder om te maken, waardoor reparatie en versterking vanuit economisch oogpunt zeer voordelig zijn. Lasercladding kan de prestaties van versleten kunststof mallen effectief herstellen en verbeteren, waardoor zowel hun functionele levensduur als hun kosteneffectiviteit verbetert.

4. Smeden schimmel reparatie

Smeedprocessen, waaronder warm- en koudsmeden, vereisen dat matrijzen onder extreme omstandigheden presteren, waardoor ze gevoelig zijn voor schade en defecten. Lasercladdingtechnologie kan scheuren, defecten en slijtage aan het oppervlak van smeedmallen effectief repareren en tegelijkertijd het oppervlak versterken door hoogwaardige legeringslagen te cladden. Dit zorgt ervoor dat mallen de hoge eisen van smeedtoepassingen kunnen weerstaan.

5. Stempelmatrijzen repareren

Bij het koud stempelen van metalen materialen ondergaan matrijzen aanzienlijke slijtage door de druk die erop wordt uitgeoefend tijdens het materiaalvormproces. Lasercladding is een effectieve oplossing voor het repareren van versleten of defecte stempelmatrijzen. Warmtescheuren en brugverzakkingen in stempelstempels kunnen bijvoorbeeld gerepareerd worden met lasercladding. Bovendien kan lasercladding de grootte herstellen en de prestaties verbeteren van versleten stempelstempels. Een succesvol voorbeeld is het repareren van scheuren en het afbladderen van randen op Cr12 stempels die gebruikt worden voor het snijden van 4 mm dikke Q235 staalplaten, waarbij uitstekende resultaten behaald werden.

6. Andere toepassingen

Naast de eerder genoemde matrijsreparaties kan lasercladden ook op grote schaal worden toegepast op andere matrijzen of onderdelen in bijvoorbeeld de metaalindustrie. Voorbeelden zijn reparaties aan rollen in de metaalindustrie, turbineschoepen, kleppen en meer.

Huidige uitdagingen en toekomstige ontwikkeling

Lasercladdingtechnologie heeft zich snel ontwikkeld en wordt steeds vaker toegepast bij het repareren van matrijzen. Er zijn echter nog een aantal algemene technische problemen die moeten worden opgelost, zoals:

• Scheurbeheersing in gevelbekleding: Het blijft een uitdaging om de vorming van scheuren tijdens het bekledingsproces te beheersen.
• Ontwikkeling van bekledingsmaterialen: Nieuwe materialen met superieure eigenschappen zijn nodig om de reeks reparatietoepassingen uit te breiden.
• Opzetten van databases voor bekledingsprocessen: Er zijn uitgebreide databases nodig om het claddingproces te sturen en parameters te optimaliseren.

De lasercladdingtechnologie blijft zich ontwikkelen en biedt grote mogelijkheden voor het verbeteren van matrijsreparatieprocessen, het verlagen van de kosten en het verbeteren van de algehele prestaties en betrouwbaarheid.