Przegrody form szklarskich i inne małe, precyzyjne elementy form są wielokrotnie narażone na działanie gorącego szkła, cykle termiczne i kontakt mechaniczny podczas procesów formowania szkła. Z czasem ich powierzchnie robocze mogą ulegać miejscowemu zużyciu, pogorszeniu krawędzi, utracie wymiarów i uszkodzeniom termicznym.

Ponieważ elementy te wymagają dokładnej geometrii i stanu powierzchni, nawet stosunkowo niewielka utrata materiału może mieć wpływ na spójność formowania i żywotność elementu.

Nakładanie laserowe to precyzyjna metoda odbudowy zużytych obszarów, która jednocześnie minimalizuje niepotrzebne wprowadzanie ciepła do pozostałej części korpusu formy.

Typowe uszkodzenia przegród form szklanych

Przesłony są narażone na wielokrotny kontakt ze szkłem o wysokiej temperaturze i ciągłe cykle produkcyjne. Typowe uszkodzenia obejmują:

• Zużycie powierzchni roboczej
• Utrata materiału na krawędziach i narożnikach
• Lokalne uszkodzenie powierzchni
• Zmęczenie cieplne
• Utlenianie i degradacja powierzchni
• Odchylenia wymiarowe po dłuższym okresie użytkowania

W wielu przypadkach wymiana całego podzespołu nie jest konieczna. Uszkodzenia koncentrują się na stosunkowo małej powierzchni funkcjonalnej.

Dzięki temu komponent ten doskonale nadaje się do lokalnej naprawy powłoki laserowej.

Jak laserowe powlekanie przywraca przegrodę

Podczas naprawy zużyty element jest umieszczany w sterowanym systemie obrotowym lub sterowanym numerycznie (CNC). Proszek metaliczny jest dostarczany do generowanego laserowo jeziorka stopowego, podczas gdy obrabiany element obraca się pod głowicą obróbczą.

Proces naprawy zazwyczaj wygląda następująco:

Ocena uszkodzeń → przygotowanie powierzchni → nakładanie laserowe → odbudowa wymiarowa → obróbka mechaniczna/szlifowanie → wykańczanie → kontrola

Materiał osadza się wyłącznie tam, gdzie wymagana jest dodatkowa objętość.

W przypadku przegród okrągłych i podobnych elementów, skoordynowany obrót pozwala na ułożenie ciągłej warstwy okładziny wokół zużytej powierzchni. W przypadku konieczności odbudowy większej grubości możliwe jest zastosowanie wielu warstw lub warstw.

Precyzyjna restauracja wymiarowa

Celem naprawy pleśni nie jest po prostu pokrycie uszkodzonej powierzchni innym materiałem.

Nałożona warstwa musi zapewniać wystarczającą ilość materiału do późniejszej obróbki, a jednocześnie umożliwiać kontrolowane dostarczanie ciepła i niezawodne wiązanie z podłożem.

Do ważnych zmiennych procesu należą:

• moc lasera
• Rozmiar belki
• Prędkość jazdy lub prędkość obrotowa
• Szybkość podawania proszku
• Nakładanie się ścieżek
• Grubość warstwy
• Gaz osłonowy
• Pozycja okładziny

Parametry te dostosowuje się do materiału bazowego, geometrii komponentu, głębokości uszkodzenia i wybranego stopu powłoki.

Po nałożeniu powłoki naprawiony obszar można poddać obróbce mechanicznej w celu przywrócenia wymaganych wymiarów i stanu powierzchni.

Dlaczego ciepło dopływowe ma znaczenie

Małe elementy formy szklanej mogą być wrażliwe na nadmierne wprowadzanie ciepła.

Konwencjonalne metody naprawy wykorzystujące stosunkowo dużą strefę wpływu ciepła mogą zwiększać ryzyko odkształceń lub wprowadzać niepotrzebne naprężenia cieplne do elementu.

Napawanie laserowe koncentruje energię na stosunkowo małym obszarze obróbki. Przy odpowiedniej kontroli procesu, pozwala to na dodawanie materiału przy jednoczesnym ograniczeniu wpływu ciepła na otaczające obszary.

Cecha ta jest szczególnie użyteczna w przypadku małych wkładów formujących, przegród i innych elementów wymagających lokalnego przywrócenia wymiarów.

Wybór materiałów do naprawy form szklanych

Materiał okładziny należy dobierać w zależności od podłoża formy i rzeczywistych warunków eksploatacji, a nie wyłącznie od jej twardości.

W zależności od zastosowania, osadzony stop może wymagać połączenia następujących elementów:

odporność na zużycie, stabilność termiczna, odporność na utlenianie, wytrzymałość, zgodność metalurgiczna i obrabialność.

Możliwość obróbki mechanicznej lub wykańczania osadzonej warstwy jest szczególnie ważna, ponieważ po napawaniu laserowym zwykle następuje precyzyjne wykańczanie.

Nadmiernie twardy lub niekompatybilny stop może utrudniać obróbkę lub zwiększać ryzyko pęknięć. Dlatego wybór materiału należy rozważyć na każdym etapie naprawy.

Naprawa krawędzi i miejscowych uszkodzeń

Jedną z ważnych zalet napawania laserowego jest możliwość odbudowy konkretnych obszarów zamiast nakładania materiału na cały element.

W przypadku zużytej przegrody, materiał może być skoncentrowany na uszkodzonej powierzchni lub obwodzie. W przypadku innych elementów formy szklanej, proces może być ukierunkowany na krawędzie, kołnierze, rowki lub inne zlokalizowane obszary.

Dzięki takiemu selektywnemu podejściu możliwe jest ograniczenie zbędnego zużycia materiału i obróbki końcowej.

Dzięki temu nakładanie laserowe jest szczególnie przydatne w przypadku kosztownych elementów form, w których większość oryginalnych elementów nadal nadaje się do użytku.

Od osadzania laserowego do gotowego komponentu

Kompletna naprawa formy nie kończy się w momencie zakończenia osadzania laserowego.

Pokryty powłoką element zazwyczaj poddaje się dalszej obróbce mechanicznej, szlifowaniu lub polerowaniu w celu usunięcia nadmiaru materiału i przywrócenia określonej geometrii.

Następnie należy przeprowadzić kontrolę wymiarową w celu potwierdzenia, że ​​naprawiona powierzchnia robocza spełnia wymaganą tolerancję.

Praktyczny przebieg prac naprawczych obejmuje zatem:

Napawanie laserowe + precyzyjna kontrola ruchu + obróbka końcowa + kontrola wymiarowa

zamiast traktować osadzanie laserowe jako proces izolowany.

Zastosowania poza szklanymi przegrodami formowymi

Tę samą zasadę naprawy można zastosować w przypadku innych lokalnych elementów formy szklanej, w tym:

• Baffles
• Wkładki formujące
• Pierścienie na szyję
• Płyty dolne
• Tłoki
• Małe rdzenie form
• Krawędzie i ramiona
• Inne zużyte elementy formujące

Rzeczywista strategia naprawy zależy od geometrii komponentu, materiału podłoża, mechanizmu uszkodzenia i wymaganych wymiarów końcowych.

Rozwiązania GREENSTONE Laser Cladding do naprawy form szklanych

GREENSTONE oferuje rozwiązania w zakresie procesów i urządzeń do nanoszenia powłoki laserowej na potrzeby naprawy form szklarskich, wzmacniania powierzchni i regeneracji przemysłowej.

W przypadku małych elementów formy o symetrii obrotowej, takich jak przegrody, system może łączyć kontrolowany ruch obrotowy, precyzyjną obróbkę laserową i podawanie proszku, aby uzyskać stabilne osadzanie obwodowe.

W przypadku form o większych lub bardziej złożonych kształtach można zastosować konfiguracje wieloosiowe CNC lub robotyczne, zależnie od wymaganej ścieżki przetwarzania.

Zamiast wybierać sprzęt wyłącznie na podstawie mocy lasera, należy określić kompletne rozwiązanie, biorąc pod uwagę konkretny element obrabiany i cel naprawy.

Do oceny procesu należy dostarczyć rysunek lub zdjęcia komponentu, materiał bazowy, miejsce uszkodzenia, głębokość naprawy, wymagane wymiary końcowe oraz oczekiwaną wydajność powierzchni . Parametry te mogą następnie posłużyć do określenia odpowiedniego materiału powłoki, strategii osadzania i konfiguracji urządzenia.