Các trục vít đùn được sử dụng trong sản xuất lốp xe và cao su hoạt động liên tục dưới tải trọng cơ học cao, ma sát và dòng chảy vật liệu mài mòn. Sau thời gian sử dụng lâu dài, các cánh vít và các vùng tiếp xúc nhiều khác dần dần bị mất vật liệu, làm thay đổi hình dạng ban đầu và làm giảm độ ổn định của quá trình đùn.

Phương pháp phủ laser là một cách hiệu quả để phục hồi các cánh vít bị mòn và phủ các bề mặt kim loại chống mài mòn lên các khu vực quan trọng của vít máy ép lốp.

Công nghệ này có thể được sử dụng để tái chế các ốc vít đã mòn và gia cố các bộ phận mới trước khi đưa vào sử dụng.

Vì sao trục vít máy ép lốp bị mòn?

Trong quá trình ép đùn cao su, trục vít quay liên tục vận chuyển, nén và trộn vật liệu bên trong thùng máy.

Sự kết hợp giữa tiếp xúc cơ học, ma sát, áp suất và các hợp chất mài mòn tạo ra sự mài mòn dần dần, đặc biệt là trên các cánh vít.

Các dấu hiệu hư hỏng điển hình bao gồm:

• mài mòn cạnh cánh vít
• Giảm độ cao bay
• Mất mát vật chất cục bộ
• Tăng khoảng cách giữa vít và nòng súng.
• Mòn không đều dọc theo chiều dài vít.
• trầy xước và mài mòn bề mặt
• Sai lệch kích thước sau quá trình vận hành kéo dài

Khi quá trình mài mòn diễn ra, khe hở làm việc giữa trục vít và thùng máy tăng lên. Điều này có thể ảnh hưởng đến việc vận chuyển vật liệu, sự phát triển áp suất, hiệu suất ép đùn và tính nhất quán của quy trình.

Nếu phần thân vít chính vẫn còn chắc chắn về mặt cấu trúc, việc thay thế toàn bộ bộ phận có thể không cần thiết.

Ứng dụng công nghệ laser để phục hồi cánh quạt

Phương pháp phủ laser tái tạo vật liệu trực tiếp lên các vùng bị mòn của vít.

Bột kim loại được đưa vào vùng nóng chảy được tạo ra bằng tia laser có kiểm soát, tạo ra một lớp lắng đọng liên kết luyện kim trên chất nền.

Đối với việc sửa chữa cánh quạt, quy trình thường diễn ra như sau:

Kiểm tra → chuẩn bị bề mặt → phủ laser → tái tạo kích thước → gia công/mài → kiểm tra kích thước

Vật liệu được lắng đọng tạo ra đủ khoảng trống cho quá trình hoàn thiện tiếp theo, cho phép khôi phục hình dạng cánh vít gần với hình dạng ban đầu.

Tuân theo hình học xoắn ốc

Khác với các trục hình trụ thông thường, trục vít máy đùn có các đặc điểm xoắn ốc liên tục.

Do đó, quá trình phủ laser thành công đòi hỏi sự phối hợp chuyển động giữa sự quay của phôi và chuyển động dọc của đầu xử lý hoặc trục máy.

Tia laser phải bám sát theo đường xoắn ốc trong khi vẫn duy trì các điều kiện thích hợp:

• Vị trí xử lý
• Tốc độ du lịch
• Khoảng cách đứng
• Giao hàng bột
• Đường ray trùng lặp
• Định hướng laser

Đối với các trục vít đùn lớn hoặc dài, hệ thống đa trục điều khiển CNC cung cấp độ lặp lại cần thiết cho quá trình xử lý liên tục trên các đường xoắn ốc dài.

Khả năng điều khiển chuyển động này là một phần quan trọng của quy trình—chứ không chỉ đơn thuần là một phụ kiện cho nguồn laser.

Sửa chữa cục bộ thay vì phủ lớp bảo vệ toàn bề mặt.

Sự mài mòn không phải lúc nào cũng đồng đều trên toàn bộ vít.

Trong nhiều ứng dụng, sự hao mòn vật liệu nghiêm trọng nhất xảy ra ở các cạnh ngoài và bề mặt làm việc của cánh vít.

Công nghệ phủ laser cho phép lắng đọng vật liệu một cách chính xác vào các vùng chịu mài mòn cao thay vì phủ toàn bộ thân vít.

Cách tiếp cận có chọn lọc này có thể giảm thiểu:

• Tiêu thụ bột
• Đầu vào nhiệt
• Thời gian xử lý
• Gia công không cần thiết
• Tổng chi phí tái sản xuất

Đối với những đoạn đường bị mòn nhiều, có thể đắp thêm các lớp vật liệu để bù đắp lại lượng vật liệu cần thiết.

Lựa chọn vật liệu chống mài mòn

Hợp kim lớp phủ cần được lựa chọn dựa trên vật liệu nền, cơ chế mài mòn và các đặc tính hoàn thiện yêu cầu.

Tùy thuộc vào điều kiện hoạt động, các hệ vật liệu phù hợp có thể bao gồm hợp kim gốc niken, gốc sắt hoặc các hợp kim chống mài mòn khác , với các pha cứng bổ sung được xem xét khi cần khả năng chống mài mòn mạnh.

Tuy nhiên, độ cứng tối đa không tự động là giải pháp tốt nhất.

Lớp lắng đọng phải đảm bảo sự cân bằng thích hợp giữa:

Khả năng chống mài mòn + độ bền + khả năng chống nứt + tính tương thích luyện kim + khả năng gia công

Đối với việc sửa chữa vít, sự cân bằng này đặc biệt quan trọng vì vùng bị lắng đọng thường cần gia công hoặc mài sau đó để khôi phục lại hình dạng cuối cùng của cánh vít.

Kiểm soát quy trình cho việc phủ laser vít

Chất lượng của một con vít được sửa chữa phụ thuộc vào toàn bộ quy trình.

Các thông số quan trọng bao gồm:

• Công suất Laser
• Kích thước chùm tia
• Tốc độ du lịch
• Tốc độ quay
• Tốc độ cấp liệu bột
• Đường ray trùng lặp
• Độ dày lớp
• Khí che chắn
• Chiến lược làm nóng trước khi cần thiết

Các biến số này phải được phối hợp với đường kính vít, bước ren, vật liệu nền, hợp kim lớp phủ và độ dày tái tạo cần thiết.

Mục tiêu là đạt được sự lắng đọng ổn định, liên kết luyện kim đáng tin cậy, pha loãng được kiểm soát và độ dày tái tạo đủ mà không gây ra biến dạng nhiệt hoặc nứt vỡ không cần thiết.

Quản lý lượng nhiệt tỏa ra khi siết vít cỡ lớn

Trục vít máy đùn có thể dài, nặng và có hình dạng phức tạp. Do đó, trong quá trình phủ liên tục, sự tích tụ nhiệt cần được xem xét.

Chiến lược xử lý có thể bao gồm việc kiểm soát trình tự lắng đọng, năng lượng laser đầu vào, nhiệt độ giữa các lần lắng đọng và sự quay của phôi để quản lý sự phân bố nhiệt.

Đối với một số sự kết hợp giữa chất nền và lớp phủ, việc làm nóng sơ bộ hoặc làm nguội có kiểm soát cũng có thể là cần thiết.

Chiến lược nhiệt phù hợp phụ thuộc vào hệ vật liệu và nên được xác định trong quá trình phát triển sản phẩm chứ không phải áp dụng một thông số cố định duy nhất cho mọi loại vít.

Hệ thống bọc tự động cho trục vít đùn dài

Việc tái chế ốc vít công nghiệp đòi hỏi nhiều hơn chỉ là nguồn laser và đầu phủ.

Một hệ thống thực tiễn cần phải phối hợp:

Gia công bằng laser + cấp bột + quay trục vít + di chuyển dọc + điều khiển CNC

Đối với các chi tiết gia công lớn, kết cấu máy cũng phải đảm bảo khả năng chịu tải, chiều dài hành trình và độ ổn định định vị đầy đủ.

Việc lập trình tự động cho phép đường đi của lớp phủ tuân theo các đường kính, bước ren và vùng sửa chữa khác nhau trong khi vẫn duy trì các điều kiện lắng đọng lặp lại.

Điều này làm cho phương pháp phủ laser trở nên phù hợp cho cả việc sửa chữa ốc vít riêng lẻ có giá trị cao và việc tái sản xuất công nghiệp lặp đi lặp lại.

Gia công sau và phục hồi kích thước

Quá trình phủ laser thường được tiếp theo bằng gia công chính xác hoặc mài.

Vật liệu thừa bám dính được loại bỏ cho đến khi đường kính, hình dạng và khe hở của cánh vít được khôi phục theo yêu cầu.

Kiểm tra cuối cùng có thể bao gồm:

• Đường kính ngoài của vít
• độ cao và hình dạng chuyến bay
• Tính nhất quán về kích thước dọc theo vít
• Điều Kiện Bề MẶT
• Tính toàn vẹn của lớp phủ
• Độ cứng hoặc đặc tính lớp phủ cần thiết

Thành phẩm cuối cùng phải đáp ứng các yêu cầu về cơ học và kích thước của hệ thống ép đùn chứ không chỉ đơn thuần là thể hiện một lớp phủ hoàn chỉnh về mặt hình thức.

Sửa chữa ốc vít bị mòn và bảo vệ ốc vít mới.

Phương pháp phủ laser có thể được áp dụng ở hai giai đoạn khác nhau trong vòng đời của vít.

Đối với các vít đùn bị mòn , các bề mặt tiếp xúc bị hư hỏng có thể được phục hồi và gia công lại về kích thước yêu cầu.

Đối với ốc vít mới , các khu vực chịu mài mòn cao có thể được gia cố trước khi đưa vào sử dụng để cải thiện độ bền bề mặt.

Điều này khiến công nghệ phủ laser vừa là công nghệ tái sản xuất vừa là quy trình kỹ thuật bề mặt phòng ngừa.

Các ứng dụng ngoài lĩnh vực ép đùn lốp xe

Nguyên tắc gia công tương tự có thể được áp dụng cho các chi tiết vít công nghiệp khác chịu mài mòn mạnh, bao gồm:

• Trục vít đùn cao su
• Vít đùn nhựa
• Các bộ phận của máy đùn trục vít đôi
• Ốc vít ép phun
• vít dẫn liệu
• Vít băng tải công nghiệp
• Các bộ phận mài mòn xoắn ốc lớn khác

Chiến lược bọc vật liệu phù hợp phụ thuộc vào cơ chế mài mòn thực tế, hình dạng vít, vật liệu nền và điều kiện hoạt động.

Giải pháp ốp laser GREENSTONE cho trục vít máy đùn

GREENSTONE cung cấp các giải pháp về quy trình và thiết bị phủ laser cho vít máy đùn, trục lớn và các bộ phận công nghiệp khác yêu cầu kỹ thuật bề mặt chống mài mòn hoặc phục hồi kích thước.

Đối với các ứng dụng vít, hệ thống có thể tích hợp điều khiển CNC xoay, chuyển động dọc, cấp bột chính xác và phủ laser theo đường xoắn ốc tự động theo kích thước và hình dạng của phôi.

Giải pháp nên được thiết kế dựa trên thành phần cụ thể chứ không chỉ được lựa chọn theo công suất laser.

Đối với dự án hàn phủ laser vít, hãy cung cấp bản vẽ vít, chiều dài tổng thể, đường kính tối đa, bước ren, vật liệu nền, vị trí mài mòn, độ dày phục hồi cần thiết, vật liệu phủ (nếu có) và công suất sản xuất mục tiêu . Sau đó, các thông số này có thể được sử dụng để đánh giá quy trình, vật liệu và cấu hình thiết bị phù hợp.