เทคโนโลยีการผลิตซ้ำด้วยการหุ้มด้วยเลเซอร์
Mar 26, 2024
ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และอุตสาหกรรมสมัยใหม่ สภาพแวดล้อมในการทำงานของชิ้นส่วนและส่วนประกอบมีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ และข้อกำหนดสำหรับคุณสมบัติพื้นผิวก็สูงขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นอัตราการเสียของชิ้นส่วนจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ชิ้นส่วนที่มักเป็นเศษซากเนื่องจากพื้นผิวขัดข้อง ได้แก่ ใบพัดโรเตอร์ ชิ้นส่วนเพลา ชิ้นส่วนเกียร์ แม่พิมพ์ ฯลฯ
ชิ้นส่วนที่มีความเสียหายเฉพาะพื้นผิวสามารถซ่อมแซมได้ภายใต้เงื่อนไขว่าประสิทธิภาพโดยรวมของชิ้นส่วนนั้นตรงตามเงื่อนไขการทำงาน หากชิ้นส่วนที่เสียหายเนื่องจากการประมวลผลผิดพลาดหรือความเสียหายจากการบริการสามารถซ่อมแซมได้ ไม่เพียงแต่สามารถกู้คืนความสูญเสียทางเศรษฐกิจและเวลาจำนวนมากเท่านั้น แต่ยังปรับปรุงการใช้ทรัพยากรได้อีกด้วย
วิธีการซ่อมแซมชิ้นส่วนในปัจจุบัน ได้แก่ การหุ้มด้วยเลเซอร์ การประสานสุญญากาศ การเคลือบสุญญากาศ การเชื่อมด้วยก๊าซเฉื่อยทังสเตน (TIG) และการซ่อมแซมการหุ้มด้วยพลาสมา การหุ้มด้วยเลเซอร์จะขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานของชิ้นงาน การหุ้มโลหะ หรืออโลหะ ด้วยส่วนประกอบการออกแบบต่างๆ เพื่อเตรียมการเคลือบพื้นผิวที่ทนความร้อน ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่อการสึกหรอ ทนต่อการเกิดออกซิเดชัน ทนต่อความล้า หรือมีออปติก คุณสมบัติทางไฟฟ้าและแม่เหล็ก

การหุ้มด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการทำความเย็นที่รวดเร็ว ในระหว่างกระบวนการหุ้ม ความร้อนที่ป้อนเข้าสู่ชิ้นงานที่ซ่อมแซมจะมีน้อย โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็ก ชั้นหุ้มมีโครงสร้างที่ละเอียด และง่ายต่อการใช้งานระบบอัตโนมัติ ดังนั้นจึงใช้การหุ้มด้วยเลเซอร์เพื่อซ่อมแซมโรเตอร์ ส่วนอื่นๆ มีข้อดีมากกว่าวิธีอื่นๆ เทคโนโลยีการหุ้มด้วยเลเซอร์ช่วยแก้ปัญหาทางเทคนิคต่างๆ เช่น การเสียรูปเนื่องจากความร้อนและความเสียหายจากความล้าจากความร้อน ซึ่งเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในระหว่างการประมวลผลด้วยความร้อน เช่น การเชื่อมด้วยไฟฟ้าแบบดั้งเดิมและการเชื่อมอาร์กอาร์กอน นอกจากนี้ยังช่วยแก้ปัญหาความแข็งแรงในการยึดเกาะระหว่างสารเคลือบและสารตั้งต้นในระหว่างกระบวนการเย็น เช่น การชุบด้วยไฟฟ้าแบบดั้งเดิมและการพ่น ความขัดแย้งที่ไม่ดีซึ่งเป็นวิธีที่ดีในการซ่อมแซมพื้นผิว
รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับกระบวนการหุ้มด้วยเลเซอร์
สำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่มีการสึกหรอ การกัดกร่อน การคืบคลาน ความล้า และความล้มเหลวของการแตกหัก เทคโนโลยีการหุ้มด้วยเลเซอร์จะใช้ในการป้อนผงโลหะผสมลงในบ่อหลอมเหลวและแข็งตัวอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างชั้นหุ้มที่มีคุณสมบัติพิเศษ ชั้นหุ้มไม่มีรูพรุนและข้อบกพร่องของรอยแตกร้าว และช่วงความแข็งอยู่ที่ 20~60HRc ซึ่งสามารถตอบสนองสภาพการทำงานและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพต่างๆ เหมาะสำหรับการหุ้ม/การผลิตซ้ำชิ้นส่วนขนาดใหญ่ต่างๆ ที่มีรูปร่างซับซ้อน การคืนขนาดและประสิทธิภาพของชิ้นส่วนที่เสียหาย การอัพเกรดคุณสมบัติพื้นผิว และยืดอายุการใช้งาน
ลักษณะกระบวนการหุ้มด้วยเลเซอร์
อินพุตความร้อนต่ำ, โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนเล็กน้อย, การเสียรูปเล็กน้อย และต้องใช้การตัดเฉือนเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
ลดการสูญเสียวัสดุโลหะผสม
อัตราการเจือจางน้อยกว่า 1% ซึ่งสามารถรักษาคุณสมบัติเฉพาะของชั้นหุ้มได้
ความยืดหยุ่น ระบบอัตโนมัติ รอบการประมวลผลสั้น ต้นทุนต่ำ และประสิทธิภาพดีกว่าผลิตภัณฑ์ใหม่
ผสมผสานกับเมทริกซ์ด้วยโลหะซึ่งมีความแข็งแรงในการยึดเกาะสูง
การใช้ผงโลหะผสมพิเศษ ชั้นหุ้มสามารถมีความต้านทานการสึกหรอ ทนต่อการกัดกร่อน ต้านทานความเมื่อยล้า และคุณสมบัติอื่น ๆ
โครงสร้างชั้นหุ้มมีโครงสร้างละเอียดสมบูรณ์และมีความแข็งแรงและความเหนียวเป็นเลิศ

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการหุ้มด้วยเลเซอร์
1. ซ่อมใบพัดโรเตอร์
ใบพัดโรเตอร์เป็นส่วนสำคัญที่ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งาน และสภาพการทำงานของใบพัดนั้นรุนแรงมากและง่ายต่อการเสียหาย ดังนั้นความต้องการประสิทธิภาพของวัสดุจึงเพิ่มขึ้นอย่างมากเช่นกัน การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการหุ้มด้วยเลเซอร์บนใบพัดโรเตอร์ได้รับการศึกษามาอย่างดี ซึ่งมีข้อกำหนดเบื้องต้นที่ดีสำหรับการนำไปใช้ในการซ่อมแซม
2. ซ่อมแซมชิ้นส่วนเพลา
โดยปกติแล้ว สาเหตุหลักของความล้มเหลวของชิ้นส่วนเพลา ได้แก่ การเสียรูปของเพลา การแตกหักของเพลา และความล้มเหลวของพื้นผิวเพลา ด้วยการใช้เทคโนโลยีการซ่อมแซมการหุ้มด้วยเลเซอร์กำลังสูง ชั้นของวัสดุโลหะผสมที่ทำจากเหล็กสามารถหุ้มด้วยเลเซอร์บนพื้นผิวที่เสียหายของชิ้นส่วนเพลา เพื่อให้พื้นผิวของชั้นโลหะผสมที่หุ้มมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีและชิ้นส่วนที่เสียสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ .
3. ซ่อมแซมแม่พิมพ์
แม่พิมพ์มีบทบาทสำคัญในการหล่อขึ้นรูปและการแปรรูปพลาสติก กระบวนการผลิตมีความซับซ้อน วงจรการผลิตยาวนาน และต้นทุนการประมวลผลสูง ดังนั้นการซ่อมแซมและการนำแม่พิมพ์ที่ล้มเหลวกลับมาใช้ใหม่จึงมีประโยชน์ทางเศรษฐกิจอย่างมากอย่างไม่ต้องสงสัย การหุ้มด้วยเลเซอร์ได้กลายเป็นจุดสนใจในการวิจัยสำหรับการซ่อมแม่พิมพ์และดึงดูดความสนใจเป็นอย่างมาก
วิธีการหุ้มด้วยเลเซอร์เพื่อซ่อมแซมการสึกหรอของพื้นผิวของแม่พิมพ์สามารถสรุปได้ดังนี้ การใช้ลำแสงเลเซอร์กำลังสูงที่มีกำลัง P คงที่ และการไหลของผงร้อนให้ตกกระทบบนพื้นผิวแม่พิมพ์ในเวลาเดียวกัน ส่วนหนึ่งของ แสงที่ตกกระทบจะถูกสะท้อน แสงส่วนหนึ่งจะถูกดูดซับ และจะถูกดูดซับทันที หลังจากที่พลังงานที่ถูกดูดซับเกินค่าวิกฤต โลหะจะละลายเพื่อสร้างบ่อหลอมเหลว ซึ่งจะแข็งตัวอย่างรวดเร็วจนก่อตัวเป็นแผ่นหุ้มที่ยึดเหนี่ยวทางโลหะวิทยา ลำแสงเลเซอร์จะสแกนกลับไปกลับมาเพื่อซ่อมแซมแม่พิมพ์ทีละบรรทัดและชั้นต่อชั้นตามเส้นทางที่กำหนดโดยแอปพลิเคชันการพัฒนาขั้นที่สองของ CAD โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แม่พิมพ์ที่ได้รับการซ่อมแซมนั้นแทบจะไม่ต้องผ่านกระบวนการแปรรูปอีกเลย
ฟิลด์แอปพลิเคชัน:
ใช้ในพลังงานไฟฟ้า (ใบพัดกังหันไอน้ำ ใบพัด) การทำเหมืองแร่ (เกียร์ ดอกสว่าน แท่งไฮดรอลิก) เครื่องจักร (เพลา เกียร์) ปิโตรเคมี (จานกังหัน โรเตอร์ ก้านกระทุ้ง) เรือ (เพลาข้อเหวี่ยง ใบพัดเครื่องยนต์ เพลาลูกเบี้ยว) , ชิ้นส่วนที่นำกลับมาผลิตใหม่ของตู้รถไฟ (เพลา, ใบพัดกังหัน, โบกี้, ลูกสูบ), แม่พิมพ์ (แม่พิมพ์ปั๊ม, แม่พิมพ์ตีขึ้นรูป, แม่พิมพ์หล่อ) และอุตสาหกรรมอื่น ๆ มีคุณภาพที่เชื่อถือได้และมีประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคมที่ดี










