Wat zijn de laseroppervlaktebehandelingstechnologieën anders dan laserreiniging?

Lasertechnologie staat al lang bekend om het uitgebreide gebruik ervan bij lassen, snijden en markeren. In de afgelopen twee jaar, met de geleidelijke popularisering van laserreiniging, is het concept van laseroppervlaktebehandeling steeds meer het middelpunt van de aandacht geworden en verschijnt het in de hoofden van mensen. De laser wordt contactloos verwerkt, met hoge flexibiliteit, hoge snelheid, geen geluid, klein niet-destructief basismateriaal in de door hitte beïnvloede zone, geen verbruiksartikelen en milieubescherming en een laag koolstofgehalte.

Naast laserreinigen zijn er eigenlijk veel toepassingscategorieën, zoals laserpolijsten, lasercladding, laserharden, enzovoort. Deze methoden worden gebruikt om de specifieke fysische en chemische eigenschappen van het oppervlak van het materiaal te veranderen, zoals het oppervlak een hydrofobe functie geven of het gebruik van laserpulsen om kleine depressies te creëren met een diameter van ongeveer 10 micron en een diepte van slechts een paar centimeter. enkele microns, om de ruwheid te vergroten, de hechting van het oppervlak te verbeteren, enzovoort.

Kent u naast laserreiniging de volgende laseroppervlaktebehandelingsmethoden?

Laserquenchen is één van de oplossingen voor het bewerken van complexe onderdelen met hoge spanning. Het kan de spanning verhogen van onderdelen met hoge slijtage, zoals nokkenassen en buiggereedschappen, en de levensduur van de onderdelen verlengen.

Het principe ervan is om de koolstofatomen in het metaalrooster te herschikken door de huid van het koolstofhoudende werkstuk te verwarmen tot een iets lagere smelttemperatuur (900-1400 graad, 40% van het bestralingsvermogen wordt geabsorbeerd) Vervolgens stabiliseert de laserstraal het verwarmingsoppervlak langs de voedingsrichting, en koelt het omringende materiaal snel af terwijl de laserstraal beweegt. Het metaalrooster kan niet in zijn oorspronkelijke vorm worden hersteld, waardoor martensiet ontstaat, waardoor de hardheid aanzienlijk toeneemt. De hardingsdiepte van de buitenste laag koolstofstaal die wordt bereikt door laserharden is gewoonlijk 0,1-1,5 mm, en op sommige materialen kan 2,5 mm of meer worden bereikt. Vergeleken met de traditionele blusmethode zijn de voordelen: 1. De beoogde warmte-inbreng is beperkt tot het lokale gebied, zodat er tijdens de verwerking vrijwel geen kromtrekken van de componenten optreedt. De herbewerkingskosten kunnen worden verlaagd of zelfs volledig worden geëlimineerd; 2. Het kan ook worden gehard in complexe geometrische oppervlakken en precisieonderdelen, waardoor de nauwkeurige verharding van plaatselijk beperkte functionele oppervlakken kan worden gerealiseerd die niet kunnen worden geblust door traditionele blusmethoden; 3. Geen vervorming. Het traditionele hardingsproces veroorzaakt vervorming als gevolg van een hogere energie-input en afschrikking, maar bij het laserhardingsproces kan de warmte-inbreng nauwkeurig worden gecontroleerd dankzij lasertechnologie en temperatuurregeling. Componenten blijven vrijwel in hun oorspronkelijke staat; 4. De hardheidsgeometrie van het onderdeel kan "on the fly" worden gewijzigd. Dit betekent dat het niet nodig is om de optiek/het hele systeem om te bouwen.

Lasercoating is een van de technologische methoden voor oppervlaktemodificatie van metalen materialen. Tijdens het structureringsproces creëren lasers regelmatig gerangschikte geometrieën in lagen of substraten om technische eigenschappen te veranderen en gericht nieuwe functies te ontwikkelen. Het werkingsproces bestaat grofweg uit het gebruik van laserstraling (meestal korte pulsen laserlicht) om regelmatig gerangschikte geometrische vormen op een herhaalbare manier op een oppervlak te genereren. De laserstraal smelt het materiaal op een gecontroleerde manier en stolt door een goed procesmanagement tot een gedefinieerde structuur.

Hydrofobe oppervlaktestructuren zorgen er bijvoorbeeld voor dat water van het oppervlak wegloopt. Deze eigenschap kan worden bereikt door submicronstructuren op het oppervlak te creëren met ultrakorte gepulseerde lasers, en de te creëren structuren kunnen nauwkeurig worden bestuurd door de laserparameters te wijzigen. Tegengestelde effecten, zoals hydrofiele oppervlakken, kunnen ook worden bereikt.

Waterdruppellaser verbetert de oppervlakteruwheid door gerelateerde technologie.

Om het autopaneel te verven moet het oppervlak van de plaat gelijkmatig worden verdeeld over "microputjes" om de hechting van de verf te verbeteren, en de pulslaserstraal die duizenden tot tienduizenden keren per seconde focust, valt op het roloppervlak en vormt een klein smeltbad op het roloppervlak op het brandpunt, en het zijwaarts blazen van het kleine smeltbad, zodat de smelt in het smeltbad zo ver mogelijk naar de rand van het smeltbad wordt afgezet om een ​​cirkelvormige boog te vormen die convex is volgens de opgegeven eisen. Deze kleine oneffenheden en microputjes kunnen niet alleen de ruwheid van het materiaaloppervlak verbeteren, de hechting van de verf vergroten, maar ook de oppervlaktehardheid van het materiaal verbeteren en de levensduur verlengen. Bepaalde eigenschappen worden gegenereerd door de laserstructuur, zoals de wrijvingseigenschappen van sommige metalen materialen of de elektrische en thermische geleidbaarheid. Bovendien verhoogt het laserstructureren ook de hechtsterkte en de levensduur van het werkstuk.

Vergeleken met traditionele methoden is oppervlaktelaserstructurering milieuvriendelijker en vereist het geen extra zandstraalmiddelen of chemicaliën. De laser is herhaalbaar en nauwkeurig en bereikt gecontroleerde structuren tot op de micron en is zeer eenvoudig te repliceren.

De laser is herhaalbaar en nauwkeurig en bereikt gecontroleerde structuren tot op de micron en is zeer eenvoudig te repliceren. Onderhoudsarm, de laser is contactloos in vergelijking met snel slijtende mechanische gereedschappen, dus er is absoluut geen slijtage. Er is geen nabehandeling nodig en er blijven geen smelt- of andere verwerkingsresten achter op laserbewerkte onderdelen.

Lasertemperen wordt vaak gebruikt bij oppervlaktebehandeling met laserkleuren, ook wel laserkleurmarkering genoemd. Het principe van het proces is dat wanneer de laser het materiaal verwarmt, het metaal lokaal wordt verwarmd tot iets onder het smeltpunt, en dat de structuur van de poort zal veranderen onder de juiste procesparameters. Op het oppervlak van het werkstuk zal een oxidelaag worden gevormd, deze laag film onder de lichtinstraling, de invallende lichtinterferentie zorgt ervoor dat er op dit moment een verscheidenheid aan temperkleuren verschijnen, het oppervlak gegenereerd door deze laag van magische kleurmarkeringslaag, met de observatiehoek verandert, het gemarkeerde patroon verandert ook een verscheidenheid aan verschillende kleuren.

Deze kleuren behouden een stabiele temperatuur tot ongeveer 200 graden. Bij hogere temperaturen keert het rooster terug naar de oorspronkelijke staat en verdwijnt de markering. De oppervlaktekwaliteit blijft intact. Het heeft een hoge mate van veiligheid en traceerbaarheid bij de toepassing van anti-namaak. De afgelopen jaren is het volwassen geworden op het gebied van medische technologie en is het naast de nieuwe zwarte markering door middel van ultrakorte pulslasers ook zeer geschikt voor productidentificatie, waardoor een unieke traceerbaarheid volgens de UDI-richtlijn wordt bereikt.

Het is een additief productieproces dat geschikt is voor gemengde materialen van metaal en cermet. Hiermee kunt u 3D-geometrieën maken of wijzigen. Met deze productiemethode kan de laser ook worden gerepareerd of gecoat. In de lucht- en ruimtevaart wordt additieve productie gebruikt om turbinebladen te repareren. Op het gebied van gereedschaps- en matrijzenbouw kunnen gebarsten of versleten randen en functionele oppervlakken worden gerepareerd of zelfs gedeeltelijk worden gepantserd. Ter voorkoming van slijtage en corrosie, op het gebied van energietechniek of petrochemie, het coaten van lagerposities, rollen of hydraulische componenten. Additive manufacturing wordt ook gebruikt in de automobielindustrie. Hierbij worden een groot aantal componenten aangepast. Bij conventionele lasermetaalcladding verwarmt de laserstraal het werkstuk eerst lokaal en vormt vervolgens een gesmolten poel. Het fijne metaalpoeder wordt vervolgens rechtstreeks vanuit het mondstuk van de laserbewerkingskop in het gesmolten bad gespoten. Bij het hogesnelheidslasermetaalcladding worden de poederdeeltjes boven het basisoppervlak tot bijna smelttemperatuur verwarmd. Er is dus minder tijd nodig om de poederdeeltjes te smelten. Effect: Verbeter de processnelheid aanzienlijk. Door het kleinere thermische effect is het ook mogelijk om materialen die zeer gevoelig zijn voor warmte, zoals aluminium en gietijzerlegeringen, te coaten met high speed laser metal cladden. Met het HS-LMD-proces kunnen zeer hoge oppervlaktesnelheden worden gevormd op rotatiesymmetrische oppervlakken, tot 1500 cm²/min. Tegelijkertijd worden voersnelheden tot honderden meters per minuut bereikt. Snel en eenvoudig dure onderdelen of mallen repareren met laserpoederlasermetaalbekleding. Grote en kleine verwondingen kunnen snel en vrijwel spoorloos worden gerepareerd. U kunt ook het ontwerp wijzigen. Dit bespaart tijd, energie en materialen. Vooral voor dure metalen zoals nikkel of titanium is het de moeite waard. Typische voorbeelden van toepassingen zijn turbinebladen, diverse zuigers, kleppen, assen of matrijzen.

Duizenden microlasers (VCsels) zijn op één chip gemonteerd. Elke zender is uitgerust met 56 van dergelijke chips en een module bestaat uit meerdere zenders. Het rechthoekige stralingsgebied kan miljoenen microlasers bevatten en verschillende kilowatts infrarood laservermogen produceren. De VCSEL genereert een nabij-infraroodstraal met een stralingsintensiteit van 100 W/cm² door een groot gebied met gerichte rechthoekige straaldoorsnede. In principe is deze technologie geschikt voor alle industriële processen waarbij nauwkeurige oppervlakte- en temperatuurbeheersing vereist is. De laser-warmtebehandelingsmodule is bijzonder geschikt voor zeer nauwkeurige en flexibele verwarmingstoepassingen voor grote oppervlakken. Vergeleken met traditionele verwarmingsmethoden biedt dit nieuwe verwarmingsproces meer flexibiliteit, nauwkeurigheid en kostenbesparingen.

De technologie kan worden gebruikt om batterijen in zakken te verzegelen om kreuken van de aluminiumfolie te voorkomen, waardoor de levensduur van de batterij wordt verlengd. Het kan ook worden gebruikt voor het drogen van celaluminiumfolie, foto-infiltrerende zonnepanelen en het nauwkeurig behandelen van te verwarmen gebieden in specifieke materialen zoals staal en siliciumwafels.

Het mechanisme van laserpolijsttechnologie is het smal smelten van het oppervlak en het oversmelten van het oppervlak, afhankelijk van het opnieuw smelten van het oppervlak en het opnieuw stollen van de lasersmeltlaag. Wanneer het metalen oppervlak wordt bestraald door een laser met voldoende hoge energie, ondergaat het oppervlak een zekere mate van hersmelten en herverdeling, en door de werking van trekspanning en zwaartekracht wordt een glad oppervlak bereikt voordat het hard wordt. De gehele dikte van de smeltlaag is minder dan de hoogte van de trog tot aan de top van de golf, zodat het gehele gesmolten metaal in de nabijgelegen trog wordt gevuld, de drijvende kracht van deze vulling wordt bereikt door het capillaire effect en de Een dikkere smeltlaag zal ervoor zorgen dat het vloeibare metaal vanuit het midden van het smeltbad naar buiten stroomt. De drijvende kracht is het thermische capillaire effect of het Marconi-effect, dat het herverdeelt.

Toepassingsgevallen zoals lichte optische componenten van grote telescopen (vooral spiegels met grote afmetingen en complexe vormen) van het materiaal siliciumcarbide-keramiek. RB-SiC heeft, als typisch materiaal met hoge hardheid en meerfasen, een moeilijke oppervlakteprecisiepolijsttechnologie en een laag rendement. Door het RB-SiC-oppervlak dat vooraf is gecoat met Si-poeder te modificeren met een femtoseconde laser, kan het optische oppervlak met een oppervlakteruwheid Sq van 4,45 nm worden verkregen na slechts 4,5 uur polijsten, en is de polijstefficiëntie meer dan 3 keer hoger dan dat van direct slijpen polijsten. Laserpolijsten wordt ook veel gebruikt bij het polijsten van matrijzen, CAM en turbinebladen.

Laserschokversterking, ook bekend als lasershot peening, is het direct bestralen van het oppervlak van metalen onderdelen met een hoge energiedichtheid, hoge focus, kortepulslaser (λ=1053 nm) en het oppervlaktemetaal (of absorptielaag). vormt een plasma-explosie onder invloed van de laser met hoge vermogensdichtheid, en de explosie-schokgolf wordt overgebracht naar de binnenkant van de metalen delen onder de beperkingslaag, zodat de oppervlaktekorrel compressieve plastische vervorming veroorzaakt. Oppervlakteversterkende effecten zoals resterende drukspanning en korrelverfijning worden verkregen in het dikkere oppervlak van onderdelen. Vergeleken met het traditionele mechanische gritstralen heeft het de volgende voordelen:

1. Sterke oriëntatie: de laser werkt onder een controleerbare hoek op het metalen oppervlak en de energieomzettingsefficiëntie is hoog, terwijl de mechanische projectielinslaghoek willekeurig is.

2. Grote kracht: de momentane druk die wordt gegenereerd door plasma met laserstralen is zo hoog als verschillende GPa; Hoge vermogensdichtheid: de piekvermogensdichtheid van laserschokken bereikt enkele tot tientallen GW/cm2.

3. Goede oppervlakte-integriteit: laserschokken hebben vrijwel geen sputtereffect op het oppervlak en na mechanisch kogelstralen wordt de oppervlaktetopografie beschadigd en wordt spanningsconcentratie gegenereerd. De maximale drukspanningswaarde na laserschok is beter. De resterende drukspanning op het oppervlak wordt met ongeveer 40% ~ 50% verhoogd en de levensduur van vermoeidheid, weerstand tegen hoge temperaturen en buigvorming van het werkstuk worden aanzienlijk verbeterd. Momenteel wordt het gebruikt bij de oppervlaktebehandeling van vliegtuigen, de oppervlaktebehandeling van vliegtuigmotoren en andere gebieden.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. is een hightech onderneming gespecialiseerd in R&D, productie en verkoop van automatische lasercladmachines, hogesnelheidslasercladmachines, laserblusmachines, laserlasmachines en laser 3D-printapparatuur. Onze producten zijn kosteneffectief en worden in binnen- en buitenland verkocht. Als u geïnteresseerd bent in onze producten, neem dan contact met ons op via bob@gshenglaser.com.