Prepážky sklenených foriem a iné malé presné komponenty foriem sú počas operácií tvárnenia skla opakovane vystavené horúcemu sklu, tepelným cyklom a mechanickému kontaktu. Postupom času sa na ich pracovných plochách môže vyvinúť lokálne opotrebenie, zhoršenie hrán, strata rozmerov a tepelné poškodenie.

Pretože tieto komponenty vyžadujú presnú geometriu a povrchovú úpravu, aj relatívne malé množstvo straty materiálu môže ovplyvniť konzistenciu tvarovania a životnosť komponentu.

Laserové naváranie poskytuje presnú metódu na obnovu opotrebovaných oblastí a zároveň minimalizuje zbytočný vstup tepla do zostávajúceho telesa formy.

Typické poškodenie prepážok sklenených foriem

Prepážky sú vystavené opakovanému kontaktu s vysokoteplotným sklom a nepretržitým výrobným cyklom. Medzi bežné opotrebovanie patrí:

• Opotrebovanie pracovnej plochy
• Strata materiálu na hranách a rohoch
• Lokalizované poškodenie povrchu
• Tepelná únava
• Oxidácia a degradácia povrchu
• Rozmerová odchýlka po dlhšej prevádzke

V mnohých prípadoch nie je potrebné vymeniť celý komponent. Poškodenie je sústredené na relatívne malej funkčnej ploche.

Vďaka tomu je tento komponent vhodný na lokálne opravy laserovým nanášaním.

Ako laserové opláštenie obnovuje prepážku

Počas opravy sa opotrebovaný komponent umiestni na riadený rotačný alebo CNC pohyblivý systém. Kovový prášok sa privádza do laserom generovaného tavného bazéna, zatiaľ čo sa obrobok otáča pod obrábacou hlavou.

Proces opravy zvyčajne prebieha takto:

Posúdenie poškodenia → príprava povrchu → laserové opláštenie → rozmerová prestavba → obrábanie/brúsenie → konečná úprava → kontrola

Materiál sa ukladá iba tam, kde je potrebný ďalší objem.

V prípade kruhových prepážok a podobných komponentov umožňuje koordinovaná rotácia nanášanie súvislej obkladovej dráhy okolo opotrebovaného povrchu. Ak je potrebná dodatočná hrúbka prestavby, je možné naniesť viacero dráh alebo vrstiev.

Presná rozmerová obnova

Účelom opravy plesní nie je len prekryť poškodený povrch iným materiálom.

Nanesená vrstva musí poskytovať dostatok materiálu pre následné obrábanie a zároveň zachovať kontrolovaný prívod tepla a spoľahlivé spojenie so substrátom.

Medzi dôležité procesné premenné patria:

• Napájanie laserom
• Veľkosť lúča
• Rýchlosť pohybu alebo otáčania
• Rýchlosť podávania prášku
• Prekrytie trate
• Hrúbka vrstvy
• Ochranný plyn
• Poloha obkladu

Tieto parametre sa upravujú podľa základného materiálu, geometrie súčiastky, hĺbky poškodenia a zvolenej zliatiny plášťa.

Po nanesení je možné opravenú oblasť opracovať späť na požadované rozmery a povrchový stav.

Prečo je dôležitý tepelný vstup

Malé komponenty sklenených foriem môžu byť citlivé na nadmerný tepelný vstup.

Konvenčné metódy opravy s relatívne veľkou tepelne ovplyvnenou zónou môžu zvýšiť riziko deformácie alebo zaviesť do súčiastky zbytočné tepelné namáhanie.

Laserové oplášťovanie sústreďuje energiu v relatívne malej oblasti spracovania. Pri správnej kontrole procesu to umožňuje pridávanie materiálu a zároveň obmedzuje tepelný vplyv na okolité oblasti.

Táto vlastnosť je obzvlášť užitočná pre malé vložky foriem, prepážky a iné komponenty vyžadujúce lokalizovanú rozmerovú obnovu.

Výber materiálu na opravu sklenených foriem

Obkladový materiál by sa mal vyberať podľa podkladu formy a skutočných prevádzkových podmienok, a nie len podľa tvrdosti.

V závislosti od aplikácie môže byť potrebné, aby nanesená zliatina poskytovala kombináciu:

odolnosť proti opotrebovaniu, tepelná stabilita, odolnosť proti oxidácii, húževnatosť, metalurgická kompatibilita a obrobiteľnosť.

Schopnosť opracovať alebo dokončiť nanesenú vrstvu je obzvlášť dôležitá, pretože po laserovom oplášťovaní zvyčajne nasleduje presná konečná úprava.

Príliš tvrdá alebo nekompatibilná zliatina môže spôsobiť ťažkosti počas obrábania alebo zvýšiť riziko praskania. Výber materiálu by sa preto mal zvážiť spolu s celým procesom opravy.

Oprava hrán a lokálnych opotrebovaných oblastí

Jednou z dôležitých výhod laserového navárania je schopnosť obnoviť špecifické oblasti namiesto nanášania materiálu na celý komponent.

V prípade opotrebovanej prepážky sa materiál môže koncentrovať na poškodenej ploche alebo obvode. V prípade iných komponentov sklenených foriem sa proces môže zamerať na hrany, ramená, drážky alebo iné lokalizované oblasti.

Tento selektívny prístup znižuje zbytočnú spotrebu materiálu a dodatočné obrábanie.

Vďaka tomu je laserové naváranie obzvlášť vhodné pre vysokohodnotné komponenty foriem, kde väčšina pôvodného komponentu zostáva prevádzkyschopná.

Od laserového nanášania až po hotový komponent

Kompletná oprava formy nekončí ukončením laserového nanášania.

Opláštený komponent sa zvyčajne následne obrába, brúsi alebo leští, aby sa odstránil prebytočný materiál a obnovila sa špecifikovaná geometria.

Potom je potrebná kontrola rozmerov, aby sa potvrdilo, že opravená pracovná plocha spĺňa požadovanú toleranciu.

Praktický pracovný postup opravy preto kombinuje:

Laserové oplášťovanie + presné riadenie pohybu + následné obrábanie + rozmerová kontrola

namiesto toho, aby sa laserové nanášanie považovalo za izolovaný proces.

Aplikácie nad rámec prepážok sklenených foriem

Rovnaký princíp opravy možno rozšíriť aj na iné lokalizované komponenty sklenených foriem vrátane:

• prepážky
• Vložky do foriem
• Krúžky na krk
• Spodné dosky
• Piestami
• Malé jadrá foriem
• Okraje a ramená
• Ostatné opotrebované tvárniace komponenty

Skutočná stratégia opravy závisí od geometrie súčiastky, materiálu substrátu, mechanizmu poškodenia a požadovaných konečných rozmerov.

Riešenia GREENSTONE pre laserové obkladanie na opravu sklenených foriem

Spoločnosť GREENSTONE poskytuje riešenia pre laserové povlakovanie a zariadenia na opravu sklenených foriem, spevňovanie povrchov a priemyselnú repasáciu.

Pre malé rotačne symetrické komponenty foriem, ako sú napríklad prepážky, môže systém kombinovať riadený rotačný pohyb, presné laserové obrábanie a podávanie prášku na dosiahnutie stabilného obvodového nanášania.

Pre väčšie alebo zložitejšie geometrie foriem je možné použiť viacosové CNC alebo robotické konfigurácie podľa požadovanej dráhy spracovania.

Namiesto výberu zariadenia iba na základe výkonu lasera by sa malo kompletné riešenie určiť na základe skutočného obrobku a cieľa opravy.

Na vyhodnotenie procesu poskytnite výkres alebo fotografie komponentu, základný materiál, poškodenú polohu, hĺbku opravy, požadované konečné rozmery a očakávaný výkon povrchu . Tieto parametre sa potom môžu použiť na určenie vhodného plátovacieho materiálu, stratégie nanášania a konfigurácie zariadenia.