Noong 1974, ipinakilala ni Gnanamuthu mula sa ACVO EVERETT RES LAB INC sa Estados Unidos ang una patente ng laser cladding (US3952180A), na siyang simula ng pundamental na pananaliksik sa teknolohiya ng laser cladding. Gayunpaman, dahil sa mga limitasyon sa teknolohiya ng laser, ang industriyal na pag-unlad ng laser cladding ay naging mabagal sa loob ng mahabang panahon. Noong ika-21 siglo lamang, kasabay ng kapanahunan ng high-power na teknolohiya ng laser, naganap ang industriyalisasyon ng laser cladding nagsimulang bumilis ang teknolohiya.

Ang teknolohiya ng laser cladding ay nag-aalok ng maraming bentahe, tulad ng mababang dilution, kaunting init na pumapasok, at kakayahang umangkop sa materyal. Sa paglipas ng panahon, iba't ibang uri ng laser cladding mga teknolohiyang nalikha, malawakang inilalapat sa mga larangan tulad ng additive manufacturing, remanufacturing, at surface engineering. Ang mga karaniwang uri ng laser cladding Ang mga teknolohiya ay maaaring uriin batay sa uri ng materyal at anyo ng pagkabit ng laser beam at materyal. Kabilang dito ang coaxial powder laser cladding, off-axis na powder laser cladding (kilala rin bilang lateral powder feeding laser cladding), mataas na bilis ng laser cladding (kilala rin bilang ultra-high-speed laser cladding), at high-speed na wire laser cladding.

Coaxial Powder Laser Cladding

Coaxial powder laser cladding karaniwang gumagamit ng semiconductor fiber laser at isang disc-type air-fed powder feeder. Ang cladding head ay gumagamit ng isang pabilog na light spot na may central output, kung saan ang pulbos ay inihahatid sa paligid ng laser beam o sa maraming daloy. Isang espesyal na protective gas channel ang itinatayo upang matiyak na ang daloy ng pulbos, laser beam, at protective gas flow ay nagtatagpo sa iisang punto. Ito ay bumubuo ng isang tunaw na pool sa focus, at habang ang cladding head ay gumagalaw kaugnay ng workpiece, ang cladding layer ay nabubuo sa ibabaw.

Mga Bentahe ng Coaxial Powder Laser Cladding:

• Mataas na Kalayaan, Madaling AwtomasyonDahil maaaring isagawa ang cladding sa anumang direksyon, madaling i-automate ang proseso. Ang cladding head ay malayang makakagalaw sa anumang bahagi ng workpiece, na nagbibigay-daan sa surface cladding ng mga bahaging may kumplikadong hugis. Kapag ginamit bilang 3D printing head, coaxial powder laser cladding maaaring magsagawa 3D laser printing.
• Proteksyon ng Inert Gas para sa Molten PoolAng pulbos ay dinadala ng gas at pinoprotektahan ng inert gas, na nagpapaliit sa oksihenasyon. Ang proseso ng cladding sa isang kontroladong inert na atmospera ay nagsisiguro ng mas mataas na kalidad na patong na may mas kaunting oksido.
• Maliit na Natunaw na Swimming Pool, Pare-parehong Pag-init, Mahusay na Lumalaban sa Bitak: Ang coaxial powder laser cladding Tinitiyak ng prosesong ito ang pantay na pag-init ng pulbos, na nagreresulta sa mas maliit na tunaw na imbakan. Ginagawa nitong matibay ang patong ng cladding sa pagbibitak, kahit na ginagamitan ng matitigas na materyales tulad ng tungsten carbide.

Mga Application: Coaxial powder laser cladding ay karaniwang ginagamit para sa mga piyesang may katumpakan tulad ng mga shaft, gear, housing, at mga bahaging may kumplikadong hugis para sa pagbabago ng ibabaw at karagdagang paggawa. Sa metal 3D pag-print, madalas itong ginagamit para sa malaking bahagi na halos hugis-net at sa paghahanda ng mga materyales na gradient.

Off-Axis Powder Laser Cladding

Off-axis na powder laser cladding (kilala rin bilang lateral powder feeding laser cladding) ay karaniwang gumagamit ng direct-output semiconductor laser o semiconductor fiber laser na may gravity powder feeder. Ang cladding head ay gumagamit ng isang parihabang light spot na may lateral wideband powder feeding. Sa panahon ng operasyon, ang alloy powder ay inihahatid sa ibabaw ng workpiece, kung saan ito ay ini-scan ng laser beam upang bumuo ng isang tunaw na pool, na lumalamig upang lumikha ng cladding layer.

Mga Bentahe ng Off-Axis Powder Laser Cladding:

• Mataas na Paggamit ng Materyal: Kumpara sa coaxial powder laser cladding, ang materyal na paggamit ng off-axis na powder laser cladding maaaring umabot ng mahigit 95%. Ang pulbos ay nakaposisyon na sa workpiece, at tinutunaw ito ng laser beam nang hindi nasasayang ang pulbos gaya ng madalas na nakikita sa mga pamamaraan ng coaxial feeding.
• Mas Mataas na Kahusayan sa Paglalagay ng CladdingSa pamamagitan ng paggamit ng parihabang light spot, pinapataas ng pamamaraang ito ang kahusayan ng cladding. Dahil sa mas mataas na laser power at mas malaking lapad ng spot, makakamit nito ang lapad ng cladding na hanggang 30mm, na may kahusayan sa cladding na hanggang 1m/h o 12Kg/h.
• Walang Inert Gas Consumption: Off-axis na powder laser cladding Gumagamit ng gravity powder feeding at hindi nangangailangan ng paggamit ng inert gas, na nakakatipid sa mga gastos sa materyales. Gayunpaman, ang pamamaraan ay nangangailangan ng compressed air at maaaring hindi kasing epektibo para sa mga materyales na madaling kapitan ng oksihenasyon.

Mga Aplikasyon: Ang pamamaraang ito ay karaniwang ginagamit sa mas malalaki at mas simpleng mga bahagi tulad ng mga hydraulic cylinder, roller, at iba pang malalaking bahagi sa surface cladding at additive remanufacturing.

Ultra-High-Speed ​​Laser Cladding

Binuo ng Fraunhofer Institute for Laser Technology (Fraunhofer ILT) sa Germany, ultra-high-speed laser cladding ay isang pambihirang teknolohiya na itinaguyod sa Tsina simula noong 2017. Ang teknolohiyang ito ay gumagamit ng mga de-kalidad na fiber laser at mga precision-designed na high-speed laser cladding head kasama ang mga high-speed o high-velocity motion system. Ang laser beam at daloy ng pulbos ay tumpak na pinagsama, na nagpapahintulot sa pulbos na matunaw bago pumasok sa tinunaw na pool, na nagreresulta sa mas mabilis na bilis ng cladding—hanggang sa 200 metro bawat minuto, kumpara sa tradisyonal na bilis na 2 metro kada minuto.

Mga Bentahe ng Ultra-High-Speed ​​Laser Cladding:

• Mataas na Kahusayan sa Paggamit ng Enerhiya ng LaserAng disenyo ng laser beam, daloy ng pulbos, at inert gas coupling ay makabuluhang nakakabawas sa mga pagkawala ng repleksyon at scattering, na nagpapabuti sa kahusayan ng enerhiya. Habang ang tradisyonal laser cladding Ang mga teknolohiyang tulad ng coaxial at off-axis na pamamaraan ay may mga rate ng paggamit ng enerhiya na humigit-kumulang 35%, ultra-high-speed laser cladding nakakamit ang mga rate ng paggamit ng enerhiya na humigit-kumulang 65%.
• Mataas na Kahusayan sa Pag-claddingDahil sa mas mataas na kahusayan nito sa enerhiya, ultra-high-speed laser cladding nagbibigay-daan sa napakataas na bilis ng pag-cladding at manipis na mga patong, na humahantong sa napakataas na kahusayan ng pag-cladding (hanggang 0.7m/s o higit pa).
• Mababang Bilis ng PagbabanatAng maikling panahon ng pag-iral ng tunaw na pool dahil sa mataas na bilis ng pag-scan ay nagreresulta sa mababang antas ng dilution, na tinitiyak ang kalidad ng cladding layer.
• Magandang Kagaspangan ng Ibabaw at Paglaban sa BitakAng cladding na ginawa ng teknolohiyang ito ay may mababang gaspang at mahusay na resistensya sa bitak.

Mga Application: Ultra-high-speed na laser cladding ay mainam para sa high-throughput cladding ng malalaking bahagi at sa mga nangangailangan ng kaunting dilution, tulad ng para sa proteksyon sa ibabaw ng mga bagong bahagi o high-performance coatings para sa mga umiiral na bahagi.

Mataas na Bilis na Wire Laser Cladding

Ang high-speed na wire laser cladding Ang teknolohiyang ito ay isang susunod na henerasyong pamamaraan ng laser cladding na binuo upang matugunan ang mga pangangailangan ng merkado para sa eco-friendly, mataas na kahusayan, at mataas na kalidad na pagmamanupaktura. Ang teknolohiyang ito ay gumagamit ng mga high-precision wire feeding system na may mga fiber laser upang maisagawa ang cladding gamit ang metal wire bilang feed material.

Mga Bentahe ng High-Speed ​​Wire Laser Cladding:

• Environmentally FriendlyHindi tulad ng tradisyonal na powder-based laser cladding, high-speed na wire laser cladding hindi lumilikha ng alikabok, usok, o dumi ng metal, kaya mas environment-friendly ito.
• Mataas na Paggamit ng Materyal: Ang alambreng metal ay ganap na natutunaw at bumubuo sa patong ng cladding nang walang natapon o nasayang, na nakakamit ng mga rate ng paggamit ng materyal na hanggang 99%.
• Mataas na Kahusayan sa Pag-claddingDahil sa paunang pag-init ng alambre, ang enerhiya at oras na kinakailangan upang matunaw ang materyal ay lubhang nababawasan, na nagreresulta sa mas mataas na kahusayan ng cladding kumpara sa tradisyonal na powder laser cladding.
• Mababang Init na Input, Minimal na DepormasyonAng pamamaraang ito ay nangangailangan ng mas mababang enerhiya at nag-aalok ng mas mababang init na pumapasok, na nagpapaliit sa deformasyon ng workpiece. Ang teknolohiyang ito ay mainam para sa mga maselang bahagi tulad ng manipis na dingding o pahabang mga bahagi.

Mga Application: Mataas na bilis na wire laser cladding ay malawakang ginagamit para sa proteksyon sa ibabaw, karagdagang muling paggawa, at pag-cladding ng mga bahaging madaling madepekto ang pagbabago ng anyo, tulad ng mahahabang baras o mga bahaging may manipis na dingding.

Konklusyon

Ang ebolusyon ng laser cladding Ang mga teknolohiya, mula sa tradisyonal hanggang sa mga ultra-high-speed na pamamaraan, ay lubos na nagpahusay sa mga kakayahan sa industriyal na pagmamanupaktura. Ang mga pagsulong na ito sa laser cladding Nag-aalok ng mataas na paggamit ng materyal, pinahusay na kahusayan, at mga prosesong environment-friendly, na ginagawa itong mainam para sa iba't ibang aplikasyon sa mga industriya tulad ng aerospace, automotive, at mabibigat na makinarya.

Laser cladding Ang teknolohiya ay patuloy na umuunlad at gaganap ng isang lalong mahalagang papel sa pag-unlad ng makabagong pagmamanupaktura, na mag-aalok ng malaking benepisyo sa ekonomiya at kapaligiran. Habang ang teknolohiya ay lalong ginagamit, nakatakda nitong baguhin nang lubusan kung paano nilalapitan ng mga industriya ang surface treatment at additive manufacturing, na nagbibigay ng isang makapangyarihang kasangkapan para sa mga modernong pangangailangan sa pagmamanupaktura.