Uzoq vaqt davomida lazer texnologiyasi payvandlash, kesish va markalashda keng qo'llanilishi bilan mashhur. So'nggi ikki yil ichida lazerni tozalashning bosqichma-bosqich ommalashishi bilan, lazerli sirtni davolash tushunchasi tobora ko'proq odamlarning diqqat markazida bo'lib, odamlar ongida paydo bo'ldi. Lazer bilan ishlov berish kontaktsiz, juda moslashuvchan, yuqori tezlikda va shovqinsiz, kichik issiqlik ta'sir qiladigan zonaga ega va substratga zarar yetkazilmaydi, sarf materiallari va ekologik toza va kam uglerodli.
Lazerli tozalashga qo'shimcha ravishda, lazerli sirtni tozalash aslida lazerli jilo, lazer qoplamasi, lazer bilan söndürme va boshqalar kabi ko'plab dastur toifalariga ega. Ushbu usullar sirt jarayonini amalga oshirish kabi material yuzasining o'ziga xos fizik va kimyoviy xususiyatlarini o'zgartirish uchun ishlatiladi. pürüzlülüğü oshirish va sirt yopishishini kuchaytirish uchun diametri taxminan 10 mikron va faqat bir necha mikron chuqurlikdagi kichik depressiyalarni hosil qilish uchun hidrofobik yoki lazer impulslari yordamida.
Lazerli tozalashdan tashqari, quyidagi lazerli sirtni tozalash usullarini bilasizmi?
01. Lazer bilan o'chirish
Lazerli söndürme yuqori kuchlanishli murakkab qismlarni qayta ishlash uchun echimlardan biridir. U eksantrik mili va bükme asboblari kabi yuqori eskirishga ega qismlarni yuqori kuchlanishga bardosh berishi va xizmat muddatini uzaytirishi mumkin.
Uning printsipi uglerodli ish qismining sirtini eritish haroratidan bir oz pastroq (900-1400 daraja nurlanish quvvatining 40% i so'riladi) qizdirish orqali metall panjaradagi uglerod atomlarini qayta joylashtirish (austenizatsiya) va keyin. lazer nurlari sirtni besleme yo'nalishi bo'yicha barqaror ravishda isitadi. Lazer nuri harakatlanayotganda, atrofdagi material tez soviydi va metall panjara asl shakliga qaytolmaydi, shu bilan martensit hosil bo'ladi, bu esa qattiqlikni sezilarli darajada oshiradi.
Uglerod po'latining tashqi qatlamining lazer bilan qotib qolishi natijasida erishiladigan qattiqlashuv chuqurligi odatda 0.1-1,5 mm va ba'zi materiallarda 2,5 mm yoki undan ko'p bo'lishi mumkin. An'anaviy söndürme usullari bilan solishtirganda, uning afzalliklari quyidagilardan iborat:
1. Maqsadli issiqlik kiritish bir xil maydon bilan cheklangan, shuning uchun ishlov berish jarayonida komponentlarning burishishi deyarli yo'q. Qayta ishlash xarajatlari kamayadi yoki hatto butunlay yo'q qilinadi:
2. Bundan tashqari, murakkab geometrik yuzalar va nozik qismlarda qattiqlashishi mumkin va an'anaviy söndürme usullari bilan so'ndirilmaydigan mahalliy cheklangan funktsional yuzalarning aniq qattiqlashishiga erishish mumkin:
3. Hech qanday buzilish. An'anaviy qattiqlashuv jarayonlari yuqori energiya kiritish va söndürme tufayli deformatsiyalarni keltirib chiqaradi, ammo lazerli qattiqlashuv jarayonlarida lazer texnologiyasi va haroratni nazorat qilish tufayli issiqlik kiritishni aniq nazorat qilish mumkin. Komponent deyarli asl holatida qoladi:
4. Komponentning qattiqlik geometriyasi "bir zumda" o'zgartirilishi mumkin. Bu optikani/butun tizimni aylantirishning hojati yo'qligini anglatadi.
02. Lazerli teksturalash
Lazerli tekstura metall materiallarning sirtini o'zgartirish uchun texnologik vositalardan biridir. Strukturalash jarayonida lazer texnik xususiyatlarni maqsadli ravishda o'zgartirish va yangi funktsiyalarni ishlab chiqish uchun qatlam yoki substratda muntazam ravishda tartibga solingan geometriyalarni yaratadi. Jarayon taxminan takrorlanadigan tarzda sirtda muntazam ravishda joylashtirilgan geometriyalarni yaratish uchun lazer nurlanishidan (odatda qisqa pulsli lazerlar) foydalanishdan iborat. Lazer nurlari materialni boshqariladigan tarzda eritadi va tegishli jarayonni boshqarish orqali belgilangan tuzilishga qotib qoladi.
Masalan, hidrofobik sirt tuzilishi suvning sirtdan oqib chiqishiga imkon beradi. Bu xususiyatga ultra qisqa pulsli lazerlar yordamida sirtda submikron tuzilmalarini yaratish orqali erishish mumkin va yaratiladigan strukturani lazer parametrlarini o'zgartirish orqali aniq nazorat qilish mumkin. Hidrofilik sirt kabi teskari ta'sirga ham erishish mumkin:
Avtomobil panellarini bo'yash uchun bo'yoqning yopishishini kuchaytirish uchun "mikro chuqurchalar" yupqa plastinka yuzasiga teng ravishda taqsimlanishi kerak. Chastotasi soniyasiga mingdan o'n ming martagacha bo'lgan impulsli lazer nurlari fokuslanadi va rolik yuzasiga tushadi. Fokus nuqtasida dumaloq yuzada kichik eritma hovuzi hosil bo'ladi. Shu bilan birga, yoy shaklidagi xo'jayinni hosil qilish uchun belgilangan talablarga muvofiq, eritma hovuzidagi eritmaning eritish havzasining chetiga imkon qadar ko'proq to'planishi uchun kichik eritma hovuzi yon tomonga puflanadi. Bu kichik xo'jayinlar va mikro-chuqurliklar nafaqat material yuzasining pürüzlülüğünü oshirishi va bo'yoqning yopishqoqligini oshirishi, balki materialning sirt qattiqligini oshirishi va xizmat muddatini uzaytirishi mumkin.
Ba'zi xususiyatlar, masalan, ba'zi metall materiallarning ishqalanish xususiyatlari yoki elektr va issiqlik o'tkazuvchanligi kabi lazerli tuzilish orqali hosil bo'ladi. Bunga qo'shimcha ravishda, lazerli struktura ham ishlov beriladigan qismning bog'lanish kuchini va xizmat muddatini oshiradi.
Shuishang Boguang
An'anaviy usullar bilan solishtirganda, sirt lazerli strukturasi yanada ekologik toza va qo'shimcha qum tozalash vositalari yoki kimyoviy moddalarni talab qilmaydi: Qayta takrorlanadigan va aniq, lazer mikronlarga aniqlik bilan boshqariladigan tuzilishga erishadi va takrorlash juda oson: Mexanik asboblar bilan solishtirganda kam texnik xizmat ko'rsatadi. tez kiying, lazer kontaktsiz va shuning uchun mutlaqo eskirmaydi: Lazer bilan ishlov berilgan qismlarda hech qanday keyingi ishlov berish talab qilinmaydi va hech qanday eritma yoki boshqa ishlov berish qoldiqlari qolmaydi.
03. Rangli sirtni lazer bilan ishlov berish
Lazerli temperleme ko'pincha lazer rangini belgilash sifatida ham tanilgan lazerli rangli sirtni tozalashda qo'llaniladi. Jarayon printsipi shundan iboratki, lazer materialni qizdirganda, metall erish nuqtasidan bir oz pastga qizdiriladi. Tegishli jarayon parametrlari ostida, darvoza tuzilishi o'zgaradi: ishlov beriladigan qismning yuzasida oksid qatlami hosil bo'ladi. Ushbu film yorug'likka ta'sir qilganda, tushayotgan yorug'lik bu vaqtda turli xil temperli ranglar paydo bo'lishiga xalaqit beradi. Sirtda hosil bo'lgan rangli markirovka qatlami turli ko'rish burchaklari bilan o'zgaradi. Belgining namunasi ham turli xil ranglarga o'zgaradi. Bu ranglar taxminan 200 "C gacha bo'lgan haroratlarda barqaror bo'lib qoladi. Yuqori haroratlarda darvoza o'zining dastlabki holatiga qaytadi - belgi yo'qoladi. Sirt sifati to'liq saqlanadi. U yuqori darajadagi xavfsizlik va izlanishga qarshi soxtalashtirish ilovalari so'nggi yillarda, u ultrashort puls lazerlar tomonidan yangi qora belgi qo'shimcha ravishda, UDI direktivasiga ko'ra noyob kuzatuvga erishish uchun juda mos keladi.
04. Lazerli qoplama
Bu metall va metall-keramika gibrid materiallari uchun mos bo'lgan qo'shimcha ishlab chiqarish jarayoni. Bu 3D geometriyalarni yaratish yoki o'zgartirish uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu ishlab chiqarish usuli yordamida lazer ularni ta'mirlash yoki qoplash uchun ham ishlatilishi mumkin. Aerokosmik sektorda, shuning uchun turbin pichoqlarini ta'mirlash uchun qo'shimcha ishlab chiqarish qo'llaniladi.
Asboblar va qoliplarni ishlab chiqarishda singan yoki eskirgan qirralar va shakllangan funktsional yuzalar ta'mirlanishi yoki hatto zirhlanishi mumkin. Energiya texnologiyasida yoki neft-kimyoda rulmanlar, rulolar yoki gidravlik qismlar aşınma va korroziyadan himoya qilish uchun qoplanadi. Qo'shimcha ishlab chiqarish avtomobilsozlikda ham qo'llaniladi. Ko'p sonli komponentlar bu erda o'zgartiriladi.
An'anaviy lazerli metallni yotqizishda lazer nurlari dastlab ish qismini mahalliy darajada isitadi va keyin eritilgan hovuz hosil qiladi. Keyin nozik metall kukuni to'g'ridan-to'g'ri eritilgan hovuzga lazerni qayta ishlash boshining ko'krak qafasidan püskürtülür. Yuqori tezlikda lazerli metallni cho'ktirishda kukun zarralari allaqachon substrat yuzasidan deyarli erish haroratiga qadar isitiladi. Shuning uchun kukun zarralarini eritish uchun kamroq vaqt talab etiladi.
Ta'siri: jarayon tezligi sezilarli darajada oshdi. Issiqlik ta'sirining pasayishi tufayli alyuminiy qotishmalari va quyma temir qotishmalari kabi issiqlikka sezgir materiallar ham yuqori tezlikda lazerli metall cho'kma yordamida qoplanishi mumkin. HS-LMD jarayoni yordamida aylanma simmetrik sirtlarda 1500 rpm gacha bo'lgan yuqori sirt tezligiga erishish mumkin. sm/min. Shu bilan birga, daqiqada bir necha yuz metrgacha bo'lgan besleme tezligiga erishiladi.
Qimmatbaho komponentlar yoki qoliplarni lazerli kukunli cho'kma bilan tez va oson ta'mirlang. Barcha o'lchamdagi zarar tezda va deyarli iz qoldirmasdan tuzatilishi mumkin. Dizayn o'zgarishlari ham mumkin. Bu vaqt, energiya va materialni tejaydi. Bu, ayniqsa, nikel yoki titan kabi qimmatbaho metallar uchun foydalidir. Qo'llashning odatiy misollari turbinali pichoqlar, turli pistonlar, valflar, miller yoki qoliplardir.
05. Lazerli issiqlik bilan ishlov berish
Minglab mikro lazerlar (VCSEL) bitta chipga o'rnatilgan. Har bir emitent 56 ta shunday chiplar bilan jihozlangan va modul bir nechta emitentlardan iborat. To'rtburchaklar nurlanish maydoni millionlab mikro lazerlarni o'z ichiga olishi va bir necha kilovatt infraqizil lazer quvvatini chiqarishi mumkin.
VCSELlar radiatsiya intensivligi 100 Vt/sm² bo'lgan katta, to'g'ri burchakli to'rtburchaklar kesimli yaqin infraqizil nurlarni hosil qiladi. Asosan, ushbu texnologiya sirt va haroratni nazorat qilishda juda yuqori aniqlikni talab qiladigan barcha sanoat jarayonlari uchun javob beradi.
Lazerli issiqlik bilan ishlov berish modullari, ayniqsa, talabchan va moslashuvchan talablarga ega bo'lgan katta maydonlarni isitish uchun mo'ljallangan. An'anaviy isitish usullari bilan taqqoslaganda, bu yangi isitish jarayoni yuqori moslashuvchanlik, aniqlik va xarajatlarni tejashga ega.
Ushbu texnologiya alyuminiy folga burishishining oldini olish uchun sumka tipidagi hujayralarni yopish uchun ishlatilishi mumkin va shu bilan batareyaning ishlash muddatini uzaytiradi. Bundan tashqari, u akkumulyator alyuminiy folgasini quritish, quyosh panellarini yorug'lik bilan namlash va maxsus materiallarning (masalan, po'lat va kremniy gofretlari) isitish maydonini aniq qayta ishlash uchun ishlatilishi mumkin.
06. Lazer bilan parlatish
Lazerli polishing texnologiyasining mexanizmi sirtni tor eritish va sirtni haddan tashqari eritish bo'lib, sirtni qayta eritish va lazer bilan qayta ishlangan qatlamni qayta mustahkamlashga tayanadi. Metall yuzasi etarlicha yuqori energiyali lazer bilan nurlantirilganda, uning yuzasi ma'lum darajada qayta eritish va qayta taqsimlanishdan o'tadi va sirt taranglik kuchlanishi va tortishish ta'sirida qotib qolishdan oldin silliq sirtga erishiladi.
Eritilgan qatlamning butun qalinligi chuqurlikdan cho'qqigacha bo'lgan balandlikdan kamroq bo'ladi, shuning uchun butun eritilgan metall yaqin atrofdagi chuqurga to'ldiriladi. Ushbu plomba uchun harakatlantiruvchi kuch kapillyar effekt orqali erishiladi, qalinroq qatlam esa suyuq metallning eritilgan hovuz markazidan tashqariga oqib chiqishiga olib keladi. Harakatlantiruvchi kuch termal kapillyar effekt yoki Markoni effekti bo'lib, uni qayta taqsimlash mumkin.
Shuici Bieguang
Qo'llash holatlari yorug'lik va katta teleskoplarning (ayniqsa, katta o'lchamli va murakkab shakldagi reflektorlar) optik komponentlari sifatida ishlatiladigan kremniy karbidli keramikalarni o'z ichiga oladi. RB-SiC odatdagi yuqori qattiqlikdagi, murakkab fazali material bo'lib, uning sirtini aniq parlatish texnologiyasi qiyin va samarasiz. Si kukuni bilan oldindan qoplangan RB-SiC yuzasi femtosekundli lazer yordamida o'zgartiriladi. Faqat 4,5 soat sayqallangandan so'ng, sirt pürüzlülüğü Sq 4,45 nm bo'lgan optik sirtni olish mumkin. To'g'ridan-to'g'ri silliqlash va parlatish bilan solishtirganda, abraziv samaradorligi 3 baravardan ko'proq oshiriladi. Lazerli polishing, shuningdek, qoliplarni, kameralarni va turbina pichoqlarini silliqlashda keng qo'llaniladi.
07. Lazerli otishma
Lazer zarbasini kuchaytirish, shuningdek, lazer zarbasi sifatida ham tanilgan, metall qismlarning sirtini yuqori energiya zichligi, yuqori fokusli, qisqa pulsli lazer (l=1053 nm) bilan nurlantirishdir. Yuzaki metall (yoki assimilyatsiya qatlami) yuqori quvvatli zichlikdagi lazer ta'sirida bir zumda plazma portlashini hosil qiladi. Portlash zarbasi to'lqini cheklash qatlamining cheklovi ostida metall qismning ichki qismiga uzatiladi, bu esa sirt donalarining siqilish plastik deformatsiyasini keltirib chiqaradi va qalinroq diapazonda qoldiq bosim kuchlanishini, donni tozalash va boshqa sirtni mustahkamlash effektlarini oladi. qismning yuzasi. An'anaviy mexanik ishlov berish bilan solishtirganda, u quyidagi afzalliklarga ega:
1. Kuchli yo'nalish: lazer metall yuzasida boshqariladigan burchak ostida ishlaydi, yuqori energiya konvertatsiyasi samaradorligi bilan, mexanik o'qning zarba burchagi tasodifiy:
2. Katta kuch: Lazer zarbasi plazmasini portlatish natijasida hosil bo'ladigan oniy bosim bir necha GPa ga teng: Yuqori quvvat zichligi: Lazer ta'sirining eng yuqori quvvat zichligi bir necha o'nlab GW//sm2 ga etadi:
3. Yaxshi sirt yaxlitligi: lazer ta'siri yuzada deyarli hech qanday chayqalish ta'siriga ega emas, mexanik zarbadan keyin sirt morfologiyasi buziladi va stress kontsentratsiyasi paydo bo'ladi.
Lazer ta'siridan keyin maksimal bosim kuchlanish qiymati yaxshiroq va sirt qoldiq siqish kuchlanishi taxminan 40% ~ 50% ga oshadi, bu charchoq muddati, yuqori harorat qarshiligi va egilish shakllanishi kabi tegishli ko'rsatkichlarning qiymatlarini sezilarli darajada yaxshilaydi. ish qismi. U samolyot sirtini tozalash va aero-dvigatel sirtini tozalash sohalarida qo'llanilgan.
