Khi công nghệ sản xuất bằng laser tiếp tục phát triển, phủ lớp bằng laser đã trở thành một kỹ thuật xử lý bề mặt tiên tiến với những ưu điểm nổi bật trong lĩnh vực tái chế tạo, gia cố bề mặt và sửa chữa linh kiện. Các phương pháp cấp bột đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định hiệu quả của phủ lớp bằng laser, trực tiếp ảnh hưởng đến chất lượng lớp phủ và hiệu quả của quy trình. Công nghệ phủ laser cấp bột từ trung tâm, được phát triển như một phương pháp cấp bột mới dựa trên các phương pháp cấp bột lệch trục và đồng trục truyền thống, đặc biệt phù hợp cho tốc độ cao phủ lớp bằng laser các ứng dụng. Phương pháp này tận dụng triệt để những ưu điểm của phủ lớp bằng laser về độ phẳng bề mặt, hiệu quả gia công và tỷ lệ sử dụng bột.

Công nghệ phủ lớp bằng laser cấp liệu từ tâm là gì?

Công nghệ cấp liệu trung tâm, thường được gọi là công nghệ “bột dạng gói nhẹ”, có đặc điểm là có một kênh bột duy nhất ở giữa đầu hàn phủ. Tia laser được phân bố theo hình vòng tròn hoặc thành nhiều tia bao quanh dòng bột. Trong quá trình phủ lớp bằng laser Trong quá trình này, bột kim loại chảy từ kênh trung tâm dưới tác động của lực khí động học và trọng lực. Các chùm tia laser xung quanh hội tụ cùng với bột kim loại trên bề mặt phôi. Bột kim loại ở trung tâm được làm nóng bởi năng lượng laser đến trạng thái nóng chảy hoặc bán nóng chảy, sau đó rơi vào vũng kim loại nóng chảy, tạo thành một lớp liên kết kim loại dày đặc và mịn màng.

Bây giờ, chúng ta hãy phân tích sự khác biệt giữa loại nạp giấy từ giữa phủ lớp bằng laser công nghệ và các phương pháp cấp bột khác trên một số khía cạnh quan trọng.

1. Tăng cường đáng kể hiệu suất sử dụng bột, lên đến 90%

So với các phương pháp cấp bột khí nén đồng trục truyền thống, phương pháp cấp bột từ tâm phủ lớp bằng laser sử dụng thiết kế dòng bột đơn, giúp ngăn ngừa tổn thất do phân tán gây ra bởi sự va chạm giữa các dòng bột. Khi thực hiện quá trình phủ laser theo phương thẳng đứng, áp suất khí thấp hơn được sử dụng để cấp bột, điều này không chỉ kéo dài thời gian tiếp xúc giữa bột và tia laser để đạt hiệu quả nung chảy tốt hơn mà còn giảm hiện tượng bật lại và bắn tóe do bột va chạm với vật liệu nền. Các ứng dụng thực tế cho thấy công nghệ này có thể nâng cao hiệu suất sử dụng bột lên đến 90%, điều này rất quan trọng trong việc giảm tiêu thụ các kim loại có chi phí cao trong quá trình phủ lớp bằng laser.

2. Hệ thống quang học ổn định hơn, hỗ trợ xử lý liên tục trong thời gian dài

Trong các phương pháp cấp bột đồng trục và lệch trục, chùm tia laser tác động trực tiếp vào vũng kim loại nóng chảy, và độ phản xạ cao cùng bức xạ nhiệt liên tục từ vũng kim loại này có thể gây nhiễu cho hệ thống quang học, ảnh hưởng đến sự ổn định của quá trình gia công lâu dài. Cấp bột trung tâm phủ lớp bằng laser Tuy nhiên, các đầu phát này phát ra chùm tia laser ở một góc nghiêng cụ thể, ngăn không cho chùm tia phản xạ trực tiếp trở lại các bộ phận quang học qua vùng kim loại nóng chảy, từ đó cách ly hiệu quả các tác động nhiễu từ bức xạ nhiệt và tia kim loại bắn tung tóe. Do đó, công nghệ này đặc biệt phù hợp cho phủ lớp bằng laser các tác vụ đòi hỏi nguồn sáng liên tục trong thời gian dài, giúp nâng cao đáng kể độ ổn định và tuổi thọ của thiết bị.

3. Hiệu suất phủ cao, thích hợp cho các lớp mỏng chất lượng cao

Trong trường hợp điển hình phủ lớp bằng laser Trong các ứng dụng này, công nghệ cấp liệu từ tâm đạt được hiệu suất phủ cao nhờ hiệu suất kết hợp cao giữa bột và năng lượng laser. Công nghệ này có thể đạt hiệu suất phủ từ 0,7–1,2 m²/h (khi độ dày lớp phủ là 0,5–0,7 mm). Ngoài ra, tốc độ cao phủ lớp bằng laser điều này dẫn đến thời gian lưu lại của vũng kim loại nóng chảy rất ngắn, giúp giảm thiểu sự pha loãng của lớp phủ và đảm bảo các tính chất của vật liệu nền không bị ảnh hưởng. Lớp phủ được tạo ra bằng công nghệ này còn có độ nhám bề mặt tuyệt vời, khả năng chống nứt tốt và độ biến dạng nhiệt của chi tiết gia công ở mức tối thiểu, khiến nó trở thành giải pháp lý tưởng cho các lớp phủ bảo vệ bề mặt trên các bộ phận mới.

4. So sánh toàn diện giữa phương pháp cấp bột từ trung tâm và phương pháp cấp bột đồng trục

So với các phương pháp cấp bột khí nén đồng trục truyền thống, phương pháp cấp bột từ tâm phủ lớp bằng laser mang lại những lợi thế về hình dạng dòng bột, yêu cầu áp suất khí và hiệu quả sử dụng năng lượng. Cấu trúc dòng bột đơn giúp ngăn chặn hiệu quả hiện tượng bột tự va chạm lẫn nhau. Áp suất khí thấp và tốc độ cấp bột chậm giúp tăng cường hiệu quả gia nhiệt của tia laser lên bột, đồng thời hạn chế hiện tượng bột bật lại và bắn tung tóe. Thực tế phủ lớp bằng laser Các trường hợp thực tế cho thấy quy trình cấp liệu từ giữa tạo ra tia lửa nhỏ với lượng bắn tóe tối thiểu, giúp cải thiện chất lượng bề mặt và tăng cường tính lặp lại của quy trình.

Tóm tắt và Triển vọng

Các phương pháp cấp bột lệch trục và đồng trục đã được ứng dụng rộng rãi trong việc phát triển phủ lớp bằng laser các công nghệ này, nhưng ứng dụng của chúng còn hạn chế do những vấn đề như hiệu suất sử dụng bột và độ ổn định của hệ thống quang học. Cấp liệu từ trung tâm phủ lớp bằng laser Công nghệ này khắc phục hiệu quả những hạn chế này, đồng thời thể hiện một số ưu điểm kỹ thuật. Nhờ sự tích hợp sâu rộng của công nghệ tốc độ cao phủ lớp bằng laser và hệ thống cấp bột từ giữa, chúng tôi tin rằng “tốc độ cao phủ lớp bằng laser + ”center-feed” sẽ trở thành xu hướng chủ đạo trong tương lai của phủ lớp bằng laser, đóng vai trò ngày càng quan trọng trong các thị trường sản xuất và tái chế cao cấp.