Placarea cu laser este un tip de proces de fabricație aditivă cu laser, în care un material de placare selectat este aplicat pe suprafața unei componente de bază, formând o legătură metalurgică cu substratul. Această acoperire de suprafață îmbunătățește semnificativ rezistența materialului de bază la coroziune, uzură, temperaturi ridicate, oxidare și anumite proprietăți electrice. Se utilizează pentru modificarea sau repararea suprafeței pieselor de prelucrat într-un mod care îndeplinește cerințele specifice de performanță ale materialelor, economisind în același timp resurse valoroase prin evitarea consumului inutil de elemente prețioase.

În prezent, placare cu laser se aplică în principal în mai multe domenii-cheie: modificarea suprafeței materialelor, cum ar fi rolele, paletele turbinelor cu gaz, angrenajele etc., pentru a crește performanța acestora; repararea suprafeței produselor, cum ar fi rotoarele și burghiile, unde costul reparației este de numai aproximativ 20% din costul de refabricare, scurtând timpul de reparație și răspunzând nevoii urgente de reparații rapide ale componentelor-cheie pentru operațiuni continue și fiabile în întreprinderile de mari dimensiuni. În plus, placare cu laser este utilizată pentru a aplica un aliaj foarte rezistent la uzură și la coroziune pe suprafața matrițelor, mărind semnificativ durata de viață a acestor componente.

Materiale de placare cu laser utilizate în mod obișnuit

Cele mai frecvent utilizate materiale în placare cu laser includ aliaje pe bază de nichel, pe bază de cobalt, pe bază de fier și compozite din carbură de tungsten. Dintre acestea, materialele pe bază de nichel sunt cele mai frecvent utilizate datorită rentabilității lor în comparație cu materialele pe bază de cobalt. Comparativ cu metodele tradiționale, cum ar fi sudarea, galvanizarea, pulverizarea și depunerea chimică de vapori, placare cu laser oferă următoarele avantaje:

Rată de răcire rapidă: Procesul de solidificare rapidă permite piesei de prelucrat să obțină structuri cu granulație fină sau să producă faze noi, cum ar fi stări de neechilibru sau amorfe, care nu pot fi obținute prin procese de echilibru.

Diluare redusă a placării: Materialul de placare formează o legătură metalurgică puternică sau o legătură de difuzie de interfață cu substratul. Prin ajustarea parametrilor precum puterea laserului, dimensiunea spotului și distanța focală, se poate obține o acoperire de înaltă calitate cu compoziție și diluție controlate.

Distorsiune termică minimă: Folosind densitatea de mare putere pentru placarea rapidă, deformarea poate fi controlată și redusă în limitele toleranței de asamblare a piesei. Dacă piesa este supusă unui proces de îmbunătățire a suprafeței cu laser după placare, tensiunile interne sunt eliminate, iar fragilitatea este redusă, obținându-se cele mai bune rezultate.

Selecție flexibilă a pulberilor: Nu există aproape nicio restricție privind pulberile care pot fi utilizate și orice tip de material sub formă de pulbere poate fi selectat în funcție de cerințele procesului, în special în cazurile în care aliajele cu punct de topire ridicat sunt placate pe metale cu punct de topire scăzut.

Placare selectivă: Placare cu laser permite placarea selectivă, reducând consumul de material și îmbunătățind în același timp performanța, ceea ce o face o soluție eficientă din punct de vedere economic.

Atingerea zonelor greu accesibile: Placare cu laser poate fi aplicat în zone greu accesibile, atâta timp cât spotul laser și pulberea pot ajunge în regiunile necesare.

Gamă largă de grosimi ale placării: Grosimea stratului de placare poate fi modificată, iar aceeași zonă poate fi supusă mai multor treceri de placare pentru îmbunătățirea calității acoperirii.

Placarea cu laser în repararea și întreținerea componentelor

Deteriorarea componentelor, în special în cazul arborilor de transmisie, implică adesea uzură neregulată în diverse locații, cum ar fi scaunele rulmenților și zonele expuse. Chiar și piesele care sunt frecvent uzate sau corodate pot prezenta deteriorări doar în anumite zone. De asemenea, multe suprafețe pot avea caracteristici necirculare și neliniare, necesitând un proces de placare care să se poată adapta la orientări multiple în cadrul unei singure operațiuni. Acest lucru reprezintă o provocare în special pentru mașinile tradiționale cu linii drepte, însă roboții cu brațe mecanice pot simula mișcări asemănătoare cu cele umane pentru a se ocupa de astfel de sarcini, făcând placare cu laser ideal pentru piesele cu caracteristici non-circulare și neliniare. Mașinile-unelte tradiționale, în special strungurile CNC, sunt încă utilizate în mod obișnuit ca suporturi de mișcare în timpul operațiunilor de placare.

Aplicații industriale ale placării cu laser

În prezent, placare cu laser este utilizat pe scară largă în industrii precum construcția de nave și utilajele miniere, în special pentru fabricarea sau repararea pieselor mobile mari esențiale. Capacitatea de a repara și de a îmbunătăți rapid aceste componente critice reprezintă un avantaj semnificativ în aceste industrii, deoarece minimizează timpii morți și prelungește durata de viață a utilajelor costisitoare.