1. Visão geral da tecnologia

A tecnologia de revestimento a laser é uma técnica avançada de engenharia de superfícies que utiliza um feixe de laser de alta energia para fundir simultaneamente o material de revestimento (pó ou fio) e uma fina camada do substrato. O processo de solidificação rápida forma uma ligação metalúrgica entre o revestimento e o substrato. Os revestimentos criados por este método têm taxas de diluição extremamente baixas e melhoram significativamente a resistência ao desgaste, a resistência à corrosão, a resistência ao calor, a resistência à oxidação e as propriedades eléctricas específicas do substrato.

2. Principais caraterísticas da tecnologia de revestimento a laser

• Solidificação rápida: A taxa de arrefecimento pode atingir 10⁶ °C/s, produzindo estruturas típicas de grão fino.
• Excelente qualidade de colagem: Com uma deformação térmica mínima, o revestimento tem uma taxa de diluição inferior a 5%, garantindo uma verdadeira ligação metalúrgica.
• Ampla compatibilidade de materiais: Suporta vários sistemas de materiais, incluindo ligas à base de ferro, níquel, cobalto, cobre e titânio.
• Controlo preciso da espessura: A espessura do revestimento varia entre 0,2-2mm, O seu tamanho é de 1,5 mm, o que o torna adequado para reparações de desgaste de precisão.
• Processamento de alta precisão: Capaz de processar geometrias complexas e pequenas áreas de peças de trabalho.
• Compatibilidade de automação: O processo pode ser facilmente integrado em sistemas de controlo automatizados.

3. Classificação das tecnologias de revestimento laser

Com base na forma do material e no método de acoplamento laser, as tecnologias de revestimento laser dividem-se normalmente nas quatro categorias seguintes:

1. Revestimento laser de alimentação de pó coaxial (Revestimento laser de alta velocidade)

Princípio da tecnologia:
A combinação de um laser de fibra e um alimentador de pó alimentado a ar proporciona uma saída coaxial do feixe de laser e do pó. O sistema utiliza uma cabeça de revestimento especializada com configurações como luz centralizada e alimentação de pó em forma de anel, equipada com um sistema de proteção de gás dedicado para garantir uma convergência precisa do laser, do pó e do fluxo de ar no ponto focal de processamento.

Vantagens tecnológicas:

• Capacidade de processamento omnidirecional: A cabeça de revestimento suporta rotação multi-ângulo e pode ser emparelhada com braços robóticos para processamento de superfícies complexas.
• Qualidade de superfície superior: A planicidade da superfície da camada de revestimento permite Ra < 10μm, com uma margem mínima de maquinagem para o pós-processamento.
• Controlo térmico preciso: O tamanho da poça de fusão é controlado com precisão, com baixa entrada de calor, tornando-o ideal para o revestimento de peças pequenas e de paredes finas.

2. Revestimento laser de alimentação de pó fora do eixo (revestimento laser de pó pré-posicionado)

Princípio da tecnologia:
Utilizando um laser de ponto retangular combinado com um sistema de pó alimentado por gravidade, o pó de liga é primeiro pré-posicionado na superfície da peça de trabalho, depois fundido e formado através de varrimento a laser.

Caraterísticas tecnológicas:

• Alto aproveitamento de materiais: A utilização do pó pode atingir mais de 95%.
• Maior zona afetada pelo calor: A energia laser actua diretamente sobre o substrato, resultando numa maior entrada de calor.
• Nivelamento limitado da superfície: É necessária uma maior margem de maquinagem, o que implica custos mais elevados após a maquinagem.

3. Alimentação de fio de alta velocidade para revestimento a laser

Princípio da tecnologia:
Um laser de alta potência, combinado com um sistema de alimentação de fio de precisão, funde o fio metálico na área focal do laser para formar uma camada revestida. Esta tecnologia inclui abordagens de alimentação de fio central e lateral.

Vantagens da tecnologia de alimentação de arame central:

• Flexibilidade omnidirecional: A cabeça de revestimento pode deslocar-se em qualquer direção, sem restrições de percurso.
• Integridade da viga: Evita a interferência da alimentação lateral, assegurando a manutenção da qualidade do feixe.
• Compatibilidade com diâmetros de fio largos: Suporta diâmetros de fio de 1,0-3,0 mm, adaptando-se a várias necessidades de revestimento.

4. Caraterísticas principais do revestimento a laser de alimentação de fio de alta velocidade

1. Desempenho ambiental excecional

Ao utilizar fio sólido em vez de pó, este processo elimina completamente a poluição por poeiras durante o processamento. A taxa de utilização do material atinge 100%, cumprindo as normas de fabrico ecológico.

2. Vantagens significativas em termos de custos

O custo dos materiais de arame é 50% inferior do que a dos materiais em pó. Com 100% utilização de material, O custo global é significativamente mais favorável do que os métodos tradicionais de revestimento com pó.

3. Capacidades de processamento eficientes

O fio é pré-derretido antes de entrar na piscina de fusão, melhorando a eficiência energética. As taxas de revestimento são 30% mais rápido do que os processos tradicionais de pó.

4. Controlo térmico de precisão

Ao controlar com precisão a posição relativa do fio e do laser, a distribuição de energia é ajustada com precisão, alcançando um densidade de energia da linha tão baixo quanto 0,29 KJ/cm, resultando numa deformação mínima da peça de trabalho.

5. Excelente qualidade de revestimento

• Espessura do revestimento de camada única: 1-4mm
• Densidade do revestimento: Aproximação da densidade teórica
• Nivelamento da superfície: Significativamente melhor do que os processos de soldadura tradicionais
• Taxa de diluição: Controlado abaixo 3%

5. Resumo da tecnologia

A plataforma de tecnologia de revestimento a laser da Greenstone-Tech engloba os processos de alimentação de pó e de alimentação de fio, cada um com vantagens e aplicações únicas:

• Alimentação de pó coaxial é ideal para aplicações de revestimento fino e de alta precisão em superfícies complexas.
• Alimentação de pó fora do eixo oferece vantagens de custo em reparações de revestimentos espessos e de grandes áreas.
• Alimentação de arame a alta velocidade distingue-se pela sustentabilidade ambiental, pela relação custo-eficácia e pela qualidade do revestimento espesso.

As empresas podem escolher a solução mais adequada com base nos seus requisitos específicos de produto, exigências de qualidade e restrições orçamentais.