Các tấm chắn khuôn thủy tinh và các chi tiết khuôn nhỏ chính xác khác thường xuyên tiếp xúc với thủy tinh nóng, chu kỳ nhiệt và ma sát cơ học trong quá trình tạo hình thủy tinh. Theo thời gian, bề mặt làm việc của chúng có thể bị mài mòn cục bộ, hư hỏng cạnh, mất kích thước và hư hại do nhiệt.

Vì các bộ phận này đòi hỏi hình dạng và điều kiện bề mặt chính xác, ngay cả một lượng vật liệu hao hụt tương đối nhỏ cũng có thể ảnh hưởng đến tính nhất quán trong quá trình tạo hình và tuổi thọ của bộ phận.

Công nghệ phủ laser cung cấp một phương pháp chính xác để phục hồi các khu vực bị mòn đồng thời giảm thiểu lượng nhiệt không cần thiết truyền vào phần thân khuôn còn lại.

Các hư hỏng điển hình trên vách ngăn khuôn thủy tinh

Các tấm chắn thường xuyên tiếp xúc với kính có nhiệt độ cao và trải qua các chu kỳ sản xuất liên tục. Các hư hỏng thường gặp bao gồm:

• Sự mài mòn của bề mặt làm việc
• Mất vật liệu ở cạnh và góc
• Thiệt hại cục bộ trên bề mặt
• Mệt mỏi do nhiệt
• Quá trình oxy hóa và suy thoái bề mặt
• Sai lệch kích thước sau thời gian sử dụng lâu dài

Trong nhiều trường hợp, không cần phải thay thế toàn bộ linh kiện. Hư hỏng chỉ tập trung trên một bề mặt chức năng tương đối nhỏ.

Điều này làm cho linh kiện này rất phù hợp cho việc sửa chữa bằng phương pháp phủ laser cục bộ.

Cách phục hồi tấm chắn bằng phương pháp phủ laser

Trong quá trình sửa chữa, bộ phận bị mòn được định vị trên hệ thống chuyển động quay hoặc CNC được điều khiển. Bột kim loại được đưa vào bể nóng chảy do laser tạo ra trong khi phôi quay bên dưới đầu gia công.

Quy trình sửa chữa thường diễn ra như sau:

Đánh giá hư hỏng → chuẩn bị bề mặt → phủ laser → phục hồi kích thước → gia công/mài → hoàn thiện → kiểm tra

Vật liệu chỉ được đổ vào những nơi cần thêm thể tích.

Đối với các tấm chắn tròn và các bộ phận tương tự, sự quay đồng bộ cho phép tạo ra một lớp phủ liên tục xung quanh bề mặt bị mài mòn. Có thể áp dụng nhiều lớp phủ khi cần độ dày phục hồi bổ sung.

Phục hồi kích thước chính xác

Mục đích của việc sửa chữa nấm mốc không chỉ đơn thuần là che phủ bề mặt bị hư hại bằng một vật liệu khác.

Lớp vật liệu được lắng đọng phải cung cấp đủ vật liệu cho quá trình gia công tiếp theo, đồng thời duy trì lượng nhiệt được kiểm soát và độ bám dính tốt với chất nền.

Các biến số quan trọng của quá trình bao gồm:

• Công suất Laser
• Kích thước chùm tia
• Tốc độ di chuyển hoặc tốc độ quay
• Tốc độ cấp liệu bột
• Đường ray trùng lặp
• Độ dày lớp
• Khí che chắn
• Vị trí ốp lát

Các thông số này được điều chỉnh tùy thuộc vào vật liệu nền, hình dạng hình học của chi tiết, độ sâu hư hỏng và hợp kim lớp phủ được lựa chọn.

Sau khi phủ lớp vật liệu, khu vực được sửa chữa có thể được gia công lại để đạt được kích thước và điều kiện bề mặt yêu cầu.

Tại sao lượng nhiệt đầu vào lại quan trọng

Các chi tiết nhỏ trong khuôn thủy tinh có thể nhạy cảm với nhiệt độ quá cao.

Các phương pháp sửa chữa thông thường với vùng ảnh hưởng nhiệt tương đối lớn có thể làm tăng nguy cơ biến dạng hoặc gây ra ứng suất nhiệt không cần thiết cho chi tiết.

Công nghệ phủ laser tập trung năng lượng vào một khu vực xử lý tương đối nhỏ. Khi quy trình được kiểm soát đúng cách, điều này cho phép thêm vật liệu đồng thời hạn chế ảnh hưởng nhiệt lên các vùng xung quanh.

Đặc tính này đặc biệt hữu ích cho các chi tiết khuôn nhỏ, vách ngăn và các bộ phận khác cần phục hồi kích thước cục bộ.

Lựa chọn vật liệu cho việc sửa chữa khuôn thủy tinh

Vật liệu ốp lát nên được lựa chọn dựa trên chất nền của khuôn và điều kiện sử dụng thực tế chứ không chỉ dựa vào độ cứng.

Tùy thuộc vào ứng dụng, hợp kim được lắng đọng có thể cần cung cấp sự kết hợp của các yếu tố sau:

Khả năng chống mài mòn, độ ổn định nhiệt, khả năng chống oxy hóa, độ dẻo dai, khả năng tương thích luyện kim và khả năng gia công.

Khả năng gia công hoặc hoàn thiện lớp phủ là đặc biệt quan trọng vì quá trình phủ laser thường đi kèm với công đoạn hoàn thiện chính xác.

Hợp kim quá cứng hoặc không tương thích có thể gây khó khăn trong quá trình gia công hoặc làm tăng nguy cơ nứt vỡ. Do đó, việc lựa chọn vật liệu cần được xem xét cùng với toàn bộ quy trình sửa chữa.

Sửa chữa các cạnh và các khu vực bị mòn cục bộ

Một ưu điểm quan trọng của phương pháp phủ laser là khả năng tái tạo các khu vực cụ thể thay vì phủ vật liệu lên toàn bộ chi tiết.

Đối với tấm chắn bị mòn, vật liệu có thể được tập trung vào bề mặt hoặc chu vi bị hư hỏng. Đối với các bộ phận khác của khuôn kính, quy trình có thể nhắm mục tiêu vào các cạnh, vai, rãnh hoặc các vùng cục bộ khác.

Cách tiếp cận có chọn lọc này giúp giảm thiểu việc tiêu hao vật liệu không cần thiết và công đoạn gia công sau đó.

Điều này cũng làm cho phương pháp phủ laser đặc biệt phù hợp với các bộ phận khuôn có giá trị cao, nơi mà hầu hết các bộ phận ban đầu vẫn còn sử dụng được.

Từ quá trình lắng đọng laser đến linh kiện hoàn chỉnh

Quá trình sửa chữa khuôn mẫu hoàn chỉnh không kết thúc khi việc lắng đọng laser hoàn tất.

Thông thường, chi tiết được phủ lớp sẽ trải qua các công đoạn gia công, mài hoặc đánh bóng tiếp theo để loại bỏ vật liệu thừa và khôi phục hình dạng hình học theo yêu cầu.

Sau đó, cần tiến hành kiểm tra kích thước để xác nhận rằng bề mặt làm việc đã được sửa chữa đáp ứng dung sai yêu cầu.

Do đó, quy trình sửa chữa thực tế bao gồm sự kết hợp của:

Công nghệ phủ laser + điều khiển chuyển động chính xác + gia công sau gia công + kiểm tra kích thước

thay vì coi quá trình lắng đọng bằng laser là một quá trình riêng biệt.

Ứng dụng ngoài các vách ngăn khuôn thủy tinh

Nguyên tắc sửa chữa tương tự có thể được áp dụng cho các bộ phận khuôn thủy tinh cục bộ khác, bao gồm:

• Baffles
• Các miếng chèn khuôn
• Vòng cổ
• Tấm đáy
• Các pit tông
• Lõi khuôn nhỏ
• Các cạnh và vai
• Các bộ phận tạo hình bị mòn khác

Chiến lược sửa chữa thực tế phụ thuộc vào hình dạng hình học của linh kiện, vật liệu nền, cơ chế hư hỏng và kích thước cuối cùng cần đạt được.

Giải pháp ốp laser GREENSTONE cho việc sửa chữa khuôn kính.

GREENSTONE cung cấp các giải pháp về quy trình và thiết bị phủ laser cho việc sửa chữa khuôn kính, gia cố bề mặt và tái sản xuất công nghiệp.

Đối với các chi tiết khuôn nhỏ có tính đối xứng quay như vách ngăn, hệ thống có thể kết hợp chuyển động quay được điều khiển, gia công laser chính xác và cấp bột để đạt được sự lắng đọng chu vi ổn định.

Đối với các khuôn có kích thước lớn hơn hoặc hình dạng phức tạp hơn, có thể áp dụng cấu hình CNC đa trục hoặc robot tùy theo đường dẫn gia công yêu cầu.

Thay vì chỉ lựa chọn thiết bị dựa trên công suất laser, giải pháp toàn diện nên được xác định dựa trên kích thước thực tế của chi tiết cần gia công và mục tiêu sửa chữa.

Để đánh giá quy trình, hãy cung cấp bản vẽ hoặc ảnh chụp chi tiết, vật liệu nền, vị trí hư hỏng, độ sâu sửa chữa, kích thước cuối cùng yêu cầu và hiệu suất bề mặt dự kiến . Sau đó, các thông số này có thể được sử dụng để xác định vật liệu phủ phù hợp, chiến lược lắng đọng và cấu hình thiết bị.