Snelle lasercladdingtechnologie: Een nieuwe impuls voor groene productie in China

12 augustus 2020

In de industriële productiesector, laser high-speed cladding technologie is in opkomst als revolutionaire oplossing. De uitstekende efficiëntie en milieuvriendelijke eigenschappen bieden een sterke technologische ondersteuning voor China's groene productiestrategie. Deze technologie maakt gebruik van hoogenergetische laserstralen om snel functionele coatings aan te brengen op metalen oppervlakken, waardoor een efficiënte, energiezuinige en vervuilingvrije oppervlaktebehandeling wordt bereikt. Hierdoor is het een essentieel alternatief geworden voor traditionele galvanische processen.

1. Technologische doorbraak: De sprong van traditionele bekleding naar hogesnelheidsbekleding

Terwijl traditionele laserbekleding technologie voordelen heeft zoals een sterke coatinghechting en uitstekende prestaties, heeft de lage verwerkingsefficiëntie (meestal 0,5-2 meter per minuut) de industriële toepassing ernstig beperkt. De laser high-speed cladding technologie verbetert de verwerkingssnelheden tot 50-200 meter per minuut, en biedt bijna 100 keer meer efficiëntie dan traditionele methoden.

Technologische kerninnovaties:

  • Speciaal bundelvormingssysteem: Maakt gebruik van een ringvormig laserspotontwerp, waardoor de koppeling tussen de poederstroom en de laserstraal wordt geoptimaliseerd.
  • Poedertoevoer met ultrahoge snelheid: Het poedergebruik overschrijdt 95% en overtreft daarmee ruimschoots de 60-70% efficiëntie van traditionele methoden.
  • Nauwkeurige thermische controle: Zorgt voor een metallurgische hechting tussen de coating en het substraat, zelfs bij extreem hoge scansnelheden.
2. Voordelen voor het milieu: Oplossing voor vervuiling door galvanisatie

Als 's werelds grootste producent van hydraulische ondersteuningen voor kolenmijnen heeft China elk jaar miljoenen vierkante meters oppervlaktebehandeling nodig voor deze onderdelen. Traditionele galvanisatieprocessen zijn een knelpunt geworden voor de duurzame ontwikkeling van de industrie vanwege de vervuiling met zware metalen en problemen met afvalwaterbehandeling.

Uitdagingen van galvaniseren voor het milieu:

  • Moeilijkheid om zeswaardig chroom en andere verontreinigende zware metalen volledig te behandelen.
  • Hoge kosten voor afvalwaterbehandeling, die meer dan 20% van de productiekosten uitmaken.
  • Toenemende druk van milieuregelgeving.

Cladding met hoge snelheid met laser technologie elimineert afvalwater en uitlaatgasemissies door gebruik te maken van een volledig droge verwerkingstechniek, die perfect aansluit bij China's groene productiestrategie.

3. Samenwerking tussen China en Duitsland: Technologie-invoering en innovatie-integratie

In 2018 is de Onderzoekscentrum voor geavanceerde productietechnologie van de Nationale Academie voor Machinewetenschappen van China samengewerkt met Fraunhofer Instituut voor Lasertechnologie (Fraunhofer ILT) en Gezamenlijke Technologiemaatschappij Aken in Duitsland, waarbij een nieuw model voor internationale samenwerking werd opgezet: “Inleiding-Verwerking-Innovatie.”

Prestaties op het gebied van samenwerking:

  • Met succes 's werelds eerste laser high-speed cladding industriële apparatuur.
  • Ontwikkelde een speciaal systeem voor gelegeerd poedermateriaal voor de Chinese markt.
  • Opzetten van een complete database met procesparameters en normen voor kwaliteitsinspectie.
4. Praktische toepassingen en effectiviteit: Van laboratorium tot industrialisatie

In de sector mijnbouwmachines, laser high-speed cladding technologie heeft opmerkelijke voordelen laten zien. Testgegevens van Beijing Coal Mining Machinery Equipment Co, Ltd. shows:

Prestatie-indicatoren:

  • De weerstand tegen zoutnevelcorrosie bereikte de National Standard 9.
  • De hardheid van de coating nam meer dan drie keer toe in vergelijking met traditionele galvanisatie.
  • De revisiecyclus van apparatuur wordt 2 tot 3 keer verlengd.
  • Totale kosten verlaagd door 30% in vergelijking met galvaniseringsprocessen.
5. Marktvooruitzichten: Een technologische revolutie in een markt van 10 miljard dollar

Volgens de marktanalyse bereikte de wereldwijde markt voor hardverchroming $13,64 miljard in 2015, terwijl de markt voor thermisch spuiten werd gewaardeerd op $7,56 miljard. Dankzij de uitgebreide voordelen, laser high-speed cladding technologie zal naar verwachting meer dan 10% van het marktaandeel, die een miljardenindustrie met een jaarlijkse productiewaarde van meer dan 2 miljard euro.

Belangrijkste toepassingsgebieden:

  • Energie-apparatuur: Hydraulische steunen, onderdelen voor mijnbouwmachines.
  • Metallurgische industrie: Rollen, geleidingsapparaten.
  • Maritieme techniek: Scheepsonderdelen, uitrusting voor offshore-platforms.
  • Autoproductie: Motoronderdelen, transmissiesystemen.
6. Toekomstperspectieven: Slim produceren en duurzame ontwikkeling

Als de Gemaakt in China 2025 strategie vooruitgang, laser high-speed cladding technologie zal blijven innoveren op de volgende gebieden:

Technologische ontwikkelingsrichtingen:

  • Integratie met industriële robots en IoT-technologieën.
  • Ontwikkeling van intelligente online bewakings- en kwaliteitscontrolesystemen.
  • Uitbreiding naar hoogwaardige productiesectoren zoals ruimtevaart en nieuwe energievoertuigen.
  • Een volledige levenscyclus vaststellen groen productiesysteem.

Snelle lasercladdingtechnologie lost niet alleen de vervuilingsproblemen op waarmee de traditionele productie te kampen heeft, maar biedt ook belangrijke technologische ondersteuning voor de transformatie en modernisering van de productiesector door de exponentiële toename van de efficiëntie. De wijdverspreide toepassing van deze technologie zal een sterke impuls geven aan de ontwikkeling van de Chinese verwerkende industrie in de richting van groenere, hoogwaardigere en slimmere praktijken.

Naarmate deze technologie verder wordt toegepast in meer industrieën, zal ze naar verwachting een nieuw ecosysteem creëren voor een groener, efficiënter en slimmer productielandschap - het beste voorbeeld van hoe technologische innovatie de transformatie van de industrie aanstuurt.

Graham Luo

Dr. Graham Luo - Senior Engineer, Titanium MIM Specialist Dr. Graham Luo is een erkende autoriteit op het gebied van Metal Injection Molding (MIM), met een gespecialiseerde focus op titaniumlegeringen. Momenteel is hij Senior Engineer bij een Nonferro Metals Research Institute. Hij heeft een Ph.D. van de Helmholtz Association of German Research Centres en heeft gewerkt als postdoctoraal onderzoeker, waardoor hij een grondige theoretische basis heeft en ervaring heeft opgedaan bij vooraanstaande Europese onderzoeksinstellingen. Zijn onderzoek richt zich op de kern van MIM-technologie en concentreert zich op kritieke gebieden zoals de reologie van titaniumgrondstoffen, katalytische/thermische ontslijpprocessen met een laag koolstof/zuurstofgehalte en de...

Lees meer artikelen van Graham Luo