Роботизоване лазерне наплавлення та поверхневе зміцнення

Технологія роботизованого лазерного наплавлення — це сучасний виробничий процес, який використовує роботизовану руку для доставки високоенергетичного лазерного променя на поверхню підкладки. Завдяки високому рівню автоматизації, цей процес дозволяє створювати складні геометричні форми з надзвичайною точністю, відтворюваністю та ефективністю.

Порівняно з традиційним лазерним наплавленням, роботизоване забезпечує:

• Високу точність
  
• Низьке нагрівання
  
• Мінімальне викривлення
  
• Покращені металургійні властивості
  
• Зменшення потреби в подальшій обробці
  

Що таке лазерне наплавлення?

Лазерне наплавлення - це метод модифікації поверхні, що передбачає нанесення шару матеріалу на підкладку за допомогою лазерної технології. Цей процес, відомий також як адитивне виробництво, включає використання лазерного променя, який нагріває поверхню підкладки, створюючи розплавлений басейн. У цей басейн вводиться порошковий матеріал, який плавиться і застигає, утворюючи міцний зв'язок із підкладкою. Процес можна повторювати, створюючи кілька шарів і формуючи товсте покриття. Наплавлення виконується за допомогою верстатів з лазерними генераторами діодного, алюмоітрієвого або оптоволоконного типу.

Використання та переваги роботизованої лазерної машини для наплавлення

Роботизовані лазерні машини для наплавлення знайшли широке застосування в різних галузях промисловості, таких як автомобілебудування, аерокосмічна промисловість, медичне обладнання, виробництво електроенергії тощо. Ця технологія використовується для ремонту зношених або пошкоджених деталей, підвищення зносостійкості, покращення стійкості до корозії, нанесення функціональних покриттів, створення складних геометрій і виготовлення конструкцій з різних матеріалів.

Застосування роботизованих лазерних машин

Лазерне наплавлення широко застосовується в таких галузях:

- Ремонт турбінних лопаток у газових турбінах.

- Виробництво біомедичних імплантатів.

- Покриття роторних валів у електродвигунах.

- Покриття матриць для штампування.

- Нафтогазова промисловість

- Облицювання поверхонь

- Суднобудування

- Генеральне машинобудування

- Металургія

- Обробка макроматеріалів

- Виробництво гіпсоцементних складів

- Ремонтне зварювання

- Ремонт металевих інструментів, штампів, прес-форм

- Аерокосмічне виробництво

- Інші галузі промисловості

Роботизовані лазерні машини для наплавлення не лише підвищують ефективність виробничих процесів, але й забезпечують високу якість продукції та екологічну безпеку, що робить їх незамінними в сучасній промисловості.

Принцип роботи наплавлення лазером

Лазерне наплавлення передбачає нанесення металевого порошку або дроту на підкладку, що плавиться під дією лазерного променя. Це створює металургійний зв'язок, який покращує властивості матеріалу, зокрема зносостійкість та стійкість до корозії. Метод дозволяє точно і цілеспрямовано наносити матеріали на субстрат з мінімальним тепловим впливом.

Функції лазерного наплавлення

- Ремонт та відновлення: Відновлення зношених або пошкоджених компонентів, таких як лопатки турбін, шийки підшипників або деталі двигуна.

- Захист від зносу: Підвищення зносостійкості деталей, що піддаються абразивному та корозійному впливу.

- Корозійна стійкість: Нанесення антикорозійних покриттів на деталі, що зазнають впливу агресивних хімічних речовин або екстремальних погодних умов.

- Функціональні поверхні: Створення індивідуальних властивостей поверхні, таких як електропровідність або теплоізоляція шляхом комбінування різних матеріалів.

Переваги лазерного наплавлення

- Точність: Контроль товщини, складу та розташування матеріалу наплавлення завдяки точному калібруванню лазера. Роботизовані системи забезпечують точне нанесення матеріалу, що дозволяє отримувати високоякісні результати.

- Низьке тепловиділення: Висока щільність енергії лазера мінімізує зону термічного впливу, знижуючи ризик деформації та залишкової напруги.

- Мінімальні відходи: Технологія дозволяє економно використовувати матеріали, знижуючи кількість відходів.

- Висока міцність з'єднання: Лазерне наплавлення утворює міцний зв'язок з підкладкою, забезпечуючи довговічність оброблених компонентів.

- Низький рівень спотворення: Мінімізація зони термічного впливу знижує ризик спотворень, зберігаючи цілісність та стабільність оброблених деталей.

- Високоякісне покриття: Отримання щільних, однорідних покриттів з мінімальним окисненням. Високоточне обладнання забезпечує стабільну якість покриттів та з’єднань.

- Гнучкість процесу: Контроль фізико-хімічних параметрів процесу, таких як потужність лазера, розмір плями та швидкість подачі матеріалу, дозволяє оптимізувати процес відповідно до вимог.

- Просте навчання - завдяки розробленій системі керування, програмування та запуск може виконувати навіть оператор

- Зменшення додаткової обробки: Високоякісні покриття потребують мінімальної подальшої обробки, що економить час і знижує витрати.

- Мінімізація впливу на навколишнє середовище: Технологія характеризується низьким рівнем викидів та відходів, що робить її екологічно безпечною.

- Розміри та продуктивність: завдяки роботизованому комплексу форма та габарити деталей не мають значення.

Недоліки лазерного наплавлення

- Високі початкові інвестиції: Висока вартість обладнання для лазерного наплавлення та регулярне технічне обслуговування.

- Потенційне розтріскування та пористість: Ризик утворення дефектів при неправильному контролі процесу.

Лазерне наплавлення (наплавлення лазером) - це ефективний метод для створення міцних, довговічних покриттів, що значно підвищують експлуатаційні характеристики оброблених компонентів.