Uzoq vaqt davomida lazer texnologiyasi payvandlash, kesish va markalashda keng qo'llanilishi bilan tanilgan va faqat shu ikki yil ichida lazerni tozalashning bosqichma-bosqich ommalashishi bilan lazerli sirtni qayta ishlash tushunchasi tobora ko'payib bormoqda. diqqat markazida bo'lib, odamlar ongida paydo bo'ldi. Kontaktsiz lazerni qayta ishlash, yuqori moslashuvchanlik, yuqori tezlik, shovqin yo'qligi, substratga zarar etkazmasdan kichik issiqlik ta'sir qiladigan zona, sarf materiallari va atrof-muhitning past karbonliligi.
Yuzaki lazer bilan ishlov berishaslida lazerni tozalashdan tashqari juda ko'p sonli dastur toifalariga ega, masalan, lazerli polishing, lazer qoplamasi, lazerli söndürme va boshqalar. Ushbu usullar material yuzasining o'ziga xos fizik-kimyoviy xususiyatlarini o'zgartirish uchun ishlatiladi, masalan, sirtni gidrofobik funktsiyaga aylantirish yoki lazer impulslari diametri taxminan 10 mikron, chuqurligi faqat bir necha mikron kichik chuqurliklarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. , pürüzlülüğü oshirish, sirt yopishqoqligini oshirish va hokazo.
Ga qo'shimcha sifatidalazer bilan tozalash, sirtni lazer bilan ishlov berishning quyidagi turlarini bilasizmi?
Lazer bilan o'chirish
Lazerli qattiqlashuv - bu juda zo'riqish va murakkab qismlarga ishlov berish echimlaridan biri bo'lib, eksantrik vallar va bükme asboblari kabi yuqori eskirgan qismlarga yuqori kuchlanish va uzoq umr ko'rish imkonini beradi.
U uglerodli ishlov beriladigan buyumning terisini erish haroratidan biroz pastroq haroratgacha qizdirish orqali ishlaydi (900 - 1400 daraja, nurlanish quvvatining 40 foizi so'riladi), shuning uchun metall panjaradagi uglerod atomlari qayta joylashadi ( austenitizatsiya), so'ngra lazer nuri sirtni oziqlanish yo'nalishi bo'yicha barqaror ravishda isitadi va lazer nuri atrofidagi material lazer nuri harakat qilganda shunchalik tez soviydiki, metall panjara asl shakliga qaytolmaydi, natijada a sabab bo'lgan martensit Bu martensitga va qattiqlikning sezilarli darajada oshishiga olib keladi.
Uglerodli po'latning tashqi qatlamlarining lazer bilan qotib qolishi natijasida erishiladigan qattiqlashuv chuqurligi odatda 0.1-1,5 mm va ba'zi materiallarda 2,5 mm yoki undan ortiq bo'lishi mumkin. An'anaviy qattiqlashuv usullariga nisbatan afzalliklari quyidagilardan iborat:
1. Maqsadli issiqlik kiritish mahalliylashtirilgan maydon bilan chegaralanadi, buning natijasida ishlov berish jarayonida komponentlar deyarli hech qanday buzilishlarga olib kelmaydi. Qayta ishlash xarajatlari kamayadi yoki hatto butunlay yo'q qilinadi;
2. murakkab geometriyalar va nozik komponentlarda ham qattiqlashuv, an'anaviy qotib qolish usullari bilan qotib bo'lmaydigan mahalliy cheklangan funktsional yuzalarni aniq mustahkamlash imkonini beradi;
buzilishsiz. An'anaviy qattiqlashuv jarayonlari yuqori energiya kiritish va söndürme tufayli buzilishlarni keltirib chiqaradi, ammo lazerli qattiqlashuv paytida issiqlik kiritish lazer texnologiyasi va haroratni nazorat qilish tufayli aniq nazorat qilinishi mumkin. Komponent deyarli toza bo'lib qoladi;
Komponentning qattiqlik geometriyasi tez va "tezda" o'zgarishi mumkin. Bu optikani/butun tizimni aylantirishning hojati yo'qligini anglatadi.
Laser tuklilik
Lazerli grossing metall materiallarning sirtini o'zgartirish uchun texnologik vositalardan biridir. Strukturalash jarayonida lazer texnik xususiyatlarni maqsadli ravishda o'zgartirish va yangi funktsiyalarni ishlab chiqish uchun qatlamlar yoki substratlarda muntazam ravishda joylashtirilgan geometriyalarni yaratadi. Jarayon odatda lazer nurlanishidan (odatda lazer nurining qisqa pulslari) qayta tiklanadigan tarzda muntazam ravishda joylashtirilgan geometriyalarni yaratish uchun foydalanishni o'z ichiga oladi. Lazer nurlari materialni boshqariladigan tarzda eritadi va tegishli jarayonni boshqarish orqali belgilangan tuzilishga qotib qoladi.
Masalan, hidrofobik sirt tuzilmalari suvning sirtdan oqib chiqishiga imkon beradi. Ultrashort impulsli lazerlar bilan yuzalarda sub-mikron tuzilmalarini yaratish bu xususiyatni amalga oshirishga imkon beradi va yaratiladigan tuzilmani lazer parametrlarini o'zgartirish orqali aniq nazorat qilish mumkin. Qarama-qarshi ta'sir, masalan, gidrofilik yuzalar ham amalga oshirilishi mumkin.
Avtomobil panellarini bo'yash uchun siz bo'yoqning yopishqoqligini kuchaytirish uchun yupqa plastinka yuzasini "mikro-pit" ning bir xil taqsimlanishi kerak, bunda sekundiga minglab o'n minglab pulsli lazer nurlari rulon hodisasi yuzasiga qaratilgan. rulon ustida, rulon yuzasida fokuslash nuqtasida kichik eruvchan hovuz hosil qilish uchun, bir vaqtning o'zida mikro-eruvchan hovuz puflash tomonida, shunday qilib, belgilangan talablarga muvofiq eritilgan materialning eruvchan hovuzi shunchalik ko'p. hovuzga to'planish mumkin! Ark shaklidagi yorliqlarning hosil bo'lishining chekkasi, bu kichik yorliqlar va mikro-chuqurliklar nafaqat bo'yoqning yopishqoqligini oshirish uchun material yuzasining pürüzlülüğünü kuchaytirishi, balki xizmat muddatini uzaytirish uchun materialning sirt qattiqligini yaxshilashi mumkin.
Ba'zi xususiyatlar, masalan, ishqalanish xususiyatlari yoki ba'zi metall materiallarning elektr va issiqlik o'tkazuvchanligi kabi lazerli tuzilish orqali hosil bo'ladi. Bundan tashqari, lazerli struktura ishlov beriladigan qismning bog'lanish kuchini va xizmat muddatini oshiradi.
An'anaviy usullar bilan solishtirganda, sirtlarni lazerli strukturalash ekologik jihatdan qulayroq bo'lib, qo'shimcha abraziv portlatish vositalari yoki kimyoviy moddalarni talab qilmaydi; takrorlanadigan va aniq, lazerlar mikronga to'g'ri keladigan va takrorlanishi juda oson bo'lgan boshqariladigan tuzilmalarni ta'minlaydi; kam parvarishlash, lazerlar kontaktsiz va shuning uchun tez eskiradigan mexanik asboblar bilan solishtirganda mutlaqo eskirmaydi; va lazer bilan qayta ishlangan qismda hech qanday eritmalar yoki boshqa ishlov berish qoldiqlari qolmagan holda, keyingi ishlov berishning hojati yo'q.
Lazerli ko'zni qamashtiruvchi sirt qoplamasi
Lazerli temperlash odatda lazer rangini belgilash sifatida ham tanilgan, ko'zni qamashtiruvchi lazer bilan ishlov berishda qo'llaniladi. Jarayonning printsipi shundaki, lazerli isitish materiali, metallni mahalliy isitish uning erish nuqtasidan biroz pastroq bo'lib, tegishli jarayon parametrlarida, bu vaqtda, darvoza tuzilishi o'zgaradi; ishlov beriladigan qismning yuzasida oksidli qatlam hosil bo'ladi, yorug'lik nurlanishida bu plyonka qatlami, yorug'lik aralashuvi sodir bo'ladi, shuning uchun bu vaqtda turli xil temperli ranglar, rangli markalash qatlami tomonidan hosil qilingan qatlam yuzasi, kuzatish burchagini o'zgartirishga hojat qolmagan holda, markalash naqshlari turli xil ranglardan o'zgartiriladi.
Bu ranglar taxminan haroratni barqaror ushlab turadi. 200 daraja. Yuqori haroratlarda darvoza asl holatiga qaytadi - belgi yo'qoladi. Sirt sifati buzilmagan holda saqlanadi. Qalbaki kontrafaktga qarshi dasturlarda yuqori darajadagi xavfsizlik va kuzatuvga erishiladi. So'nggi yillarda tibbiy texnologiya sohasida yaxshi o'rnashgan ultraqisqa impulsli lazerlar bilan yangi qora belgilarga qo'shimcha ravishda, u UDI direktivasiga muvofiq mahsulotni markalash va shu tariqa noyob kuzatuv uchun juda mos keladi.
Lazerli eritish
Bu metall va metall-keramika gibrid materiallari uchun mos bo'lgan qo'shimcha ishlab chiqarish jarayoni. Buning yordamida 3D geometriyalarni yaratish yoki o'zgartirish mumkin. Ushbu ishlab chiqarish usuli yordamida lazerlarni ta'mirlash yoki qoplash uchun ham ishlatish mumkin. Shunday qilib, aerokosmik sektorda turbina pichoqlarini ta'mirlash uchun qo'shimcha ishlab chiqarish qo'llaniladi.
Asboblar va qoliplarni ishlab chiqarishda yorilib ketgan yoki eskirgan qirralar va shakllangan funktsional yuzalar ta'mirlanishi yoki hatto mahalliy zirhli bo'lishi mumkin. Aşınma va korroziyani oldini olish uchun rulman joylari, rulolar yoki gidravlik komponentlar energiya texnologiyasi yoki neft kimyosida qoplanadi. Qo'shimcha ishlab chiqarish avtomobil ishlab chiqarishda ham qo'llaniladi. Bu erda ko'plab komponentlar o'zgartiriladi.
An'anaviy lazerli metall qoplamada lazer nurlari dastlab ish qismini mahalliy ravishda isitadi va keyin eritilgan hovuz hosil qiladi. Keyin nozik metall kukunlari lazerni qayta ishlash boshining nozulidan to'g'ridan-to'g'ri eritilgan hovuzga püskürtülür. Yuqori tezlikda lazerli metall eritish jarayonida kukun zarralari allaqachon substrat yuzasidan deyarli erish haroratiga qadar isitiladi. Natijada, kukun zarralarini eritish uchun kamroq vaqt talab etiladi.
Ta'siri: jarayon tezligini sezilarli darajada oshirish. Kichikroq termal effektlar tufayli metallni yuqori tezlikda lazer bilan eritish alyuminiy qotishmalari va quyma temir qotishmalari kabi issiqlikka juda sezgir bo'lgan materiallarni qoplash imkonini beradi. HS-LMD jarayoni bilan aylanma simmetrik sirtlarda 1500 sm² / min gacha bo'lgan yuqori sirt tezligiga erishish mumkin, shu bilan birga daqiqada bir necha yuz metrgacha bo'lgan besleme tezligini amalga oshirish mumkin.
Qimmatbaho qismlar yoki qoliplarni lazerli kukunli lazerli metall qoplama bilan tez va oson ta'mirlash mumkin. Katta yoki kichik zarar tezda va deyarli izsiz tuzatilishi mumkin. Dizayn o'zgarishlari ham mumkin. Bu vaqt, energiya va materialni tejaydi. Ayniqsa, nikel yoki titan kabi qimmatbaho metallar uchun bu juda foydali. Ilovalarning odatiy misollari turbinli pichoqlar, turli pistonlar, valflar, miller yoki qoliplardir.
Lazerli issiqlik bilan ishlov berish
Minglab miniatyura lazerlari (VCSELs) bitta chipga o'rnatilgan. Har bir emitent 56 ta shunday chiplar bilan jihozlangan, modul esa bir nechta emitentlardan iborat. To'rtburchak radiatsiya maydoni millionlab mikro-lazerlarni o'z ichiga olishi va bir necha kilovatt infraqizil lazer quvvatini chiqarishi mumkin.
VCSELlar katta, yo'naltirilgan to'rtburchaklar nurli kesma orqali 100 Vt / sm² nurlanish intensivligi bilan yaqin infraqizil nurlarni hosil qiladi. Asosan, bu texnologiya juda aniq sirt va haroratni nazorat qilishni talab qiladigan barcha sanoat jarayonlari uchun javob beradi.
Lazerli issiqlik bilan ishlov berish modullari, ayniqsa, aniqlik va moslashuvchanlik talab qilinadigan keng maydonli isitish ilovalari uchun javob beradi. An'anaviy isitish usullari bilan taqqoslaganda, bu yangi isitish jarayoni yuqori darajada moslashuvchanlik, aniqlik va xarajatlarni tejash imkonini beradi.
Texnologiya folga burishishini oldini olish uchun qoplangan hujayralarni muhrlash uchun ishlatilishi mumkin va shu bilan hujayralarning ishlash muddatini uzaytiradi. Bundan tashqari, u hujayra plyonkalarini quritish, quyosh panellarini engil emdirish va po'lat va kremniy gofretlar kabi maxsus materiallar uchun isitiladigan maydonni aniq ishlov berish kabi ilovalarda ham qo'llanilishi mumkin.
Lazerli polishing
Mexanizmilazerli polishing texnologiyasisirt tor termoyadroviy va termoyadroviy ustidagi sirt bo'lib, sirtni qayta eritishga va lazer bilan qayta erigan qatlamni qayta mustahkamlashga tayanadi. Metall sirt yetarli darajada yuqori energiyaga ega lazer bilan nurlantirilganda, sirt ma'lum darajada qayta eritish va qayta taqsimlanishdan o'tadi va silliq sirtlarga sirt tortishish kuchlanishlari va qotib qolishdan oldin tortishish kuchi bilan erishiladi.
Eritma qatlamining butun qalinligi cho'qqigacha bo'lgan balandlikdan kamroq bo'ladi, shuning uchun butun eritilgan metall yaqin atrofdagi chuqurlarni to'ldirishga imkon beradi, bu plomba uchun harakatlantiruvchi kuch kapillyar effektdir, qalinroq erish qatlami esa suyuq metallni induktsiya qiladi. eritish havzasining markazidan tashqariga oqishi uchun, qayta taqsimlash uchun harakatlantiruvchi kuch termo-kapillyar effekt yoki Markoni effektidir.
Kremniy karbidli keramika, engil va katta teleskop optik komponentlari uchun material (ayniqsa, katta o'lchamli va murakkab shakldagi nometall.) RB-SiC, tipik yuqori qattiqlik, murakkab fazali material sifatida, qiyin va samarasiz bo'lgan amaliy misollar. yuzalarni aniq parlatish texnikasi. Oldindan Si kukuni bilan qoplangan RB-SiC sirtini femtosekundli lazer yordamida o'zgartirish orqali sirt pürüzlülüğü Sq 4,45 nm bo'lgan optik sirtni atigi 4,5 soatlik abrazivdan so'ng olish mumkin, bu polishing samaradorligini uch barobardan ko'proq oshiradi. to'g'ridan-to'g'ri silliqlash va parlatish. Lazerli polishing, shuningdek, qoliplarni, kameralarni va turbin pichoqlarini silliqlashda keng qo'llaniladi.
Lazerli portlatish
Lazer zarbasi peening, shuningdek, lazerli portlatish sifatida ham tanilgan, bu yuqori energiya zichligi, yuqori fokusli, qisqa pulsli lazer (l=1053 nm) yuzasida metall qismlarning, sirt metallining (yoki assimilyatsiya qatlamining) nurlanishidir. plazma portlashining bir zumda shakllanishida lazerning rolining yuqori quvvat zichligi, uzatish ichidagi metall qismlarning chegara qatlamidagi cheklovlarda zarba to'lqinining portlashi, shuning uchun donalarning sirt qatlami sirtda siqilgan plastik deformatsiyani hosil qiladi. qalinroq diapazondagi qismlar qatlami Qoldiq bosim kuchlanishini, donni tozalash va boshqa sirtni mustahkamlash effektlarini oling. An'anaviy mexanik portlatish bilan solishtirganda quyidagi afzalliklarga ega
1. Kuchli yo'nalish: lazer metall yuzasida boshqariladigan burchak ostida harakat qiladi, yuqori energiya konvertatsiya samaradorligi bilan, mexanik snaryad ta'sir burchagi tasodifiy;
2. Katta quvvat: bir necha GPa gacha bo'lgan lahzali bosim natijasida hosil bo'lgan lazerli portlatish plazmasi; quvvat zichligi: lazer ta'sirining eng yuqori quvvat zichligi bir necha o'nlab GVt / sm2 ga etadi;
Yaxshi sirt yaxlitligi: sirtga lazer ta'siri deyarli hech qanday chayqalish ta'siriga ega emas va mexanik zarbadan so'ng sirt morfologiyasi stress kontsentratsiyasini hosil qilish uchun buziladi.
Maksimal bosim kuchlanish qiymati yaxshiroq bo'lganidan keyin lazer ta'siri, sirt qoldiq siqish kuchlanishi taxminan 40 foizdan 50 foizga oshdi, ishlov beriladigan qismning charchoq muddati, yuqori haroratga chidamliligi va egiluvchan kalıplama va boshqa tegishli raqamli qiymat ko'rsatkichlari sezilarli darajada yaxshilandi. . Hozirgi vaqtda u samolyot sirtini tozalash, aero-dvigatel sirtini tozalash va boshqalar sohasida qo'llanilmoqda.
