Am gyfnod hir, mae technoleg laser wedi bod yn hysbys am ei ddefnydd helaeth mewn weldio, torri a marcio, a dim ond yn y ddwy flynedd hyn, gyda phoblogrwydd graddol glanhau laser, y mae'r cysyniad o driniaeth arwyneb laser wedi dod yn fwy a mwy. ffocws sylw ac ymddangosodd ym meddyliau pobl. Prosesu laser mewn modd di-gyswllt, hyblygrwydd uchel, cyflymder uchel, dim sŵn, parth bach sy'n cael ei effeithio gan wres heb niwed i'r swbstrad, dim nwyddau traul a charbon isel amgylcheddol.
Triniaeth arwyneb lasermewn gwirionedd mae ganddo nifer fawr iawn o gategorïau cais yn ogystal â glanhau laser, megis sgleinio laser, cladin laser, diffodd laser ac yn y blaen. Defnyddir y dulliau hyn i newid priodweddau ffisiocemegol penodol yr arwyneb deunydd, er enghraifft, i wneud yr wyneb wedi'i brosesu i swyddogaeth hydroffobig, neu gorbys laser i gynhyrchu diamedr o tua 10 micron, dyfnder dim ond ychydig ficron o bantiau bach. , fel ffordd o gynyddu'r garwedd, gwella'r adlyniad arwyneb, ac ati.
Yn ogystal âglanhau laser, a ydych chi'n gwybod y mathau canlynol o driniaeth arwyneb laser?
Torri laser
Mae caledu laser yn un o'r atebion ar gyfer peiriannu cydrannau dan straen a chymhleth iawn, gan ganiatáu straen uwch a bywyd hirach ar gyfer rhannau â thraul uchel, megis camsiafftau ac offer plygu.
Mae'n gweithio trwy wresogi croen gweithfan sy'n cynnwys carbon i dymheredd ychydig yn is na'r tymheredd toddi (900 - 1400 gradd, mae 40 y cant o'r pŵer arbelydredig yn cael ei amsugno), fel bod yr atomau carbon yn y dellt metel yn cael eu haildrefnu ( austenitization), ac yna mae'r trawst laser yn gwresogi'r wyneb yn raddol i gyfeiriad y porthiant, ac mae'r deunydd o amgylch y trawst laser yn oeri mor gyflym wrth i'r trawst laser symud fel na all y dellt metel ddychwelyd i'w ffurf wreiddiol, gan arwain at martensite, sy'n achosi a Mae hyn yn arwain at martensite a chynnydd sylweddol mewn caledwch.
Mae dyfnder caledu haenau allanol dur carbon a gyflawnir trwy galedu laser fel arfer yn 0.1-1.5mm, a gall fod yn 2.5mm neu fwy mewn rhai deunyddiau. Y manteision dros ddulliau caledu confensiynol yw:
1. Mae mewnbwn gwres wedi'i dargedu wedi'i gyfyngu i ardal leol, gan arwain at bron dim rhyfel cydran yn ystod peiriannu. Mae costau ailweithio yn cael eu lleihau neu hyd yn oed eu dileu yn gyfan gwbl;
2. caledu hyd yn oed ar geometries cymhleth a chydrannau trachywiredd, gan ganiatáu caledu union arwynebau swyddogaethol cyfyngedig lleol na ellir eu caledu gan ddulliau caledu confensiynol;
heb ystumio. Mae prosesau caledu confensiynol yn cynhyrchu afluniad oherwydd mewnbwn ynni uwch a diffodd, ond yn ystod caledu laser gellir rheoli'r mewnbwn gwres yn fanwl oherwydd technoleg laser a rheoli tymheredd. Mae'r gydran yn parhau i fod bron fel newydd;
Gellir newid geometreg caledwch y gydran yn gyflym ac "ar y hedfan". Mae hyn yn golygu nad oes angen trosi'r opteg / system gyfan.
Lgwalltder aser
Mae grosio laser yn un o'r offer proses ar gyfer addasu wyneb deunyddiau metelaidd. Yn y broses strwythuro, mae'r laser yn creu geometregau a drefnir yn rheolaidd mewn haenau neu swbstradau er mwyn addasu priodweddau technegol yn bwrpasol a datblygu swyddogaethau newydd. Yn gyffredinol, mae'r broses yn cynnwys defnyddio ymbelydredd laser (fel arfer corbys byr o olau laser) i gynhyrchu geometregau a drefnir yn rheolaidd ar wyneb mewn modd atgenhedlu. Mae'r trawst laser yn toddi'r deunydd mewn modd rheoledig ac yn cael ei solidio i'r strwythur diffiniedig trwy reoli prosesau priodol.
Er enghraifft, mae strwythurau arwyneb hydroffobig yn caniatáu i ddŵr lifo oddi ar yr wyneb. Mae creu strwythurau is-micron ar arwynebau â laserau pwls ultrashort yn caniatáu i'r eiddo hwn gael ei wireddu, a gellir rheoli'r strwythur sydd i'w greu yn fanwl trwy amrywio'r paramedrau laser. Gellir hefyd sylweddoli'r effaith groes, ee arwynebau hydroffilig.
Paneli modurol i beintio, rhaid i chi wneud wyneb y plât tenau dosbarthiad unffurf o "micro-pwll" i wella adlyniad paent, gyda miloedd i ddegau o filoedd o weithiau yr eiliad trawst laser pwls yn canolbwyntio ar wyneb y digwyddiad gofrestr ar y gofrestr, yn y pwynt canolbwyntio ar wyneb y gofrestr i ffurfio pwll hydawdd bach, ar yr un pryd ar ochr y pwll micro-hydawdd chwythu, fel bod y pwll hydawdd o ddeunydd tawdd yn ôl y gofynion penodedig cymaint ag pentwr posibl hyd at y pwll! Ymyl ffurfio tabiau siâp arc, ni all y tabiau bach a'r micro-byllau hyn nid yn unig wella garwedd wyneb y deunydd i gynyddu adlyniad paent, ond hefyd gwella caledwch wyneb y deunydd i ymestyn bywyd y gwasanaeth.
Cynhyrchir rhai eiddo gan strwythuro laser, megis priodweddau ffrithiannol neu ddargludedd trydanol a thermol rhai deunyddiau metelaidd. Yn ogystal, mae strwythuro laser yn cynyddu cryfder bondio a bywyd gwasanaeth y darn gwaith.
O'i gymharu â dulliau traddodiadol, mae strwythuro arwynebau â laser yn fwy cyfeillgar i'r amgylchedd, ac nid oes angen unrhyw gyfryngau ffrwydro sgraffiniol na chemegau ychwanegol; mae laserau y gellir eu hailadrodd ac yn fanwl gywir, yn galluogi strwythurau rheoledig sy'n gywir i'r micron ac yn hawdd iawn i'w hailadrodd; cynnal a chadw isel, mae laserau yn ddigyswllt ac felly'n hollol ddi-wisg o'u cymharu ag offer mecanyddol sy'n gwisgo'n gyflym; ac nid oes angen ôl-brosesu, heb unrhyw doddi na gweddillion peiriannu eraill ar ôl ar y rhan a brosesir â laser.
Gorffen Wyneb Dazzle Laser
Defnyddir tymheru laser yn gyffredin mewn triniaeth arwyneb disglair laser, a elwir hefyd yn farcio lliw laser. Egwyddor y broses yw bod y deunydd gwresogi laser, y gwresogi lleol metel i ychydig yn is na'i bwynt toddi, yn y paramedrau proses priodol, ar yr adeg hon, bydd strwythur y giât yn newid; yn wyneb y workpiece bydd yn ffurfio haen ocsid, haen hon o ffilm yn yr arbelydru golau, y digwyddiad ymyrraeth golau fel bod amrywiaeth o lliw tymheru ar hyn o bryd, wyneb yr haen a gynhyrchir gan yr haen hon o haen marcio lliwgar, ynghyd â dim angen newid ongl yr arsylwi, bydd y patrwm marcio yn cael ei newid allan o amrywiaeth o liwiau gwahanol.
Mae'r lliwiau hyn yn aros yn sefydlog tymheredd hyd at tua. 200 gradd. Ar dymheredd uwch, mae'r giât yn dychwelyd i'w gyflwr gwreiddiol - mae'r marcio'n diflannu. Mae ansawdd yr wyneb yn cael ei gadw'n gyfan. Cyflawnir lefel uchel o ddiogelwch ac olrheiniadwyedd mewn cymwysiadau gwrth-ffugio. Yn ogystal â'r marcio du newydd gyda laserau pwls ultrashort, sydd wedi sefydlu'n dda ym maes technoleg feddygol yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae hefyd yn ddelfrydol ar gyfer marcio cynnyrch ac felly ar gyfer olrhain unigryw yn unol â chyfarwyddeb UDI.
Toddi laser
Mae'n broses weithgynhyrchu ychwanegion sy'n addas ar gyfer deunyddiau hybrid metel a metel-ceramig. Gyda hyn, gellir creu neu addasu geometregau 3D. Gan ddefnyddio'r dull cynhyrchu hwn, gellir defnyddio laserau hefyd ar gyfer atgyweirio neu cotio. Felly, yn y sector awyrofod, defnyddir gweithgynhyrchu ychwanegion i atgyweirio llafnau tyrbin.
Wrth wneud offer a llwydni, gellir atgyweirio ymylon wedi cracio neu dreulio ac arwynebau swyddogaethol siâp, neu hyd yn oed eu harfogi'n lleol. Er mwyn atal gwisgo a chorydiad, mae lleoliadau dwyn, rholeri neu gydrannau hydrolig wedi'u gorchuddio mewn technoleg ynni neu betrocemeg. Defnyddir gweithgynhyrchu ychwanegion hefyd mewn gweithgynhyrchu modurol. Mae nifer o gydrannau yn cael eu haddasu yma.
Mewn cladin metel laser confensiynol, mae'r pelydr laser yn cynhesu'r darn gwaith yn lleol yn gyntaf ac yna'n ffurfio pwll tawdd. Yna caiff powdrau metel mân eu chwistrellu o ffroenell y pen prosesu laser yn uniongyrchol i'r pwll tawdd. Yn ystod toddi metel laser cyflym, mae'r gronynnau powdr eisoes wedi'u gwresogi bron i dymheredd toddi uwchben wyneb y swbstrad. O ganlyniad, mae angen llai o amser i doddi'r gronynnau powdr.
Yr effaith: cynnydd sylweddol yng nghyflymder y broses. Oherwydd effeithiau thermol llai, mae toddi metel laser cyflym hefyd yn ei gwneud hi'n bosibl gorchuddio deunyddiau sy'n sensitif iawn i wres, fel aloion alwminiwm ac aloion haearn bwrw. Gyda'r broses HS-LMD, gellir cyflawni cyfraddau arwyneb uchel o hyd at 1500 cm² / min ar arwynebau cymesuredd cylchdro, tra gellir gwireddu cyfraddau porthiant o hyd at gannoedd o fetrau y funud.
Gellir atgyweirio rhannau neu fowldiau drud yn gyflym ac yn hawdd trwy gladin metel laser powdr laser. Gellir atgyweirio difrod, mawr neu fach, yn gyflym a bron heb farciau. Mae newidiadau dylunio hefyd yn bosibl. Mae hyn yn arbed amser, egni a deunydd. Yn enwedig ar gyfer metelau drud fel nicel neu ditaniwm, mae'n eithaf gwerth chweil. Enghreifftiau nodweddiadol o gymwysiadau yw llafnau tyrbin, pistonau amrywiol, falfiau, siafftiau, neu fowldiau.
Triniaeth wres â laser
Mae miloedd o laserau bach (VCSELs) wedi'u gosod ar un sglodyn. Mae gan bob allyrrydd 56 o sglodion o'r fath, tra bod modiwl yn cynnwys sawl allyrrydd. Gall yr ardal ymbelydredd hirsgwar gynnwys miliynau o ficro-laserau a gall allbwn sawl cilowat o bŵer laser isgoch.
Mae VCSELs yn cynhyrchu trawstiau bron yn isgoch gyda dwyster ymbelydredd o 100 W/cm² trwy drawstoriad trawst hirsgwar cyfeiriadol mawr. Mewn egwyddor, mae'r dechnoleg hon yn addas ar gyfer pob proses ddiwydiannol sydd angen rheolaeth arwyneb a thymheredd hynod fanwl gywir.
Mae modiwlau triniaeth wres laser yn arbennig o addas ar gyfer cymwysiadau gwresogi ardal fawr lle mae angen cywirdeb a hyblygrwydd. O'i gymharu â dulliau gwresogi confensiynol, mae'r broses wresogi newydd hon yn cynnig mwy o hyblygrwydd, manwl gywirdeb ac arbedion cost.
Gellir defnyddio'r dechnoleg i selio celloedd mewn cwdyn i atal y ffoil rhag crychu, gan ymestyn oes y celloedd. Gellir ei ddefnyddio hefyd mewn cymwysiadau fel sychu ffoiliau celloedd, trwytho paneli solar yn ysgafn, a thriniaeth fanwl gywir o'r ardal i'w chynhesu ar gyfer deunyddiau penodol fel wafferi dur a silicon.
Caboli laser
Mae mecanwaith otechnoleg sgleinio laseryw ymasiad cul arwyneb ac arwyneb dros ymasiad, gan ddibynnu ar ail-doddi'r arwyneb ac ail-soddi'r haen wedi'i aildoddi â laser. Pan fydd arwyneb metel yn cael ei arbelydru gan laser ag egni digon uchel, mae'r wyneb yn cael ei ail-doddi a'i ailddosbarthu i raddau, ac mae arwynebau llyfn yn cael eu cyflawni gan straen tynnol arwyneb a disgyrchiant cyn caledu.
Mae trwch cyfan yr haen toddi yn llai na'r uchder cafn-i-brig, gan ganiatáu i'r metel tawdd cyfan lenwi'r cafnau cyfagos, y grym gyrru ar gyfer y llenwad hwn yw'r effaith capilari, tra bod haen toddi mwy trwchus yn achosi'r metel hylif. i lifo allan o ganol y pwll toddi, y grym gyrru ar gyfer ailddosbarthu yw'r effaith thermo-capilari neu effaith Marconi.
Enghreifftiau cais fel cerameg silicon carbid, y deunydd ar gyfer cydrannau optegol telesgop ysgafn a mawr (yn enwedig drychau maint mawr a siâp cymhleth.) Mae gan RB-SiC, fel deunydd caledwch uchel nodweddiadol, cyfnod cymhleth, anodd ac aneffeithlon techneg ar gyfer caboli arwynebau yn fanwl gywir. Trwy addasu wyneb RB-SiC wedi'i rag-orchuddio â powdr Si gan laser femtosecond, gellir cael arwyneb optegol gyda garwedd arwyneb Sq o 4.45 nm ar ôl dim ond 4.5 awr o sgleinio, sy'n gwella'r effeithlonrwydd caboli fwy na thair gwaith o'i gymharu â malu a sgleinio'n uniongyrchol. Mae caboli laser hefyd yn cael ei ddefnyddio'n helaeth wrth sgleinio mowldiau, camiau a llafnau tyrbinau.
Ffrwydro â laser
Mae peening effaith laser, a elwir hefyd yn laser-ffrwydro, yn ddwysedd ynni uchel, ffocws uchel, laser pwls byr (λ=1053nm) arbelydru arwyneb y rhannau metel, arwyneb metel (neu haen amsugno) yn y dwysedd pŵer uchel o rôl y laser wrth ffurfio'r ffrwydrad plasma ar unwaith, ffrwydrad y tonnau sioc yn y cyfyngiadau ar haen ffiniol y rhannau metel y tu mewn i'r trosglwyddiad fel bod haen wyneb grawn yn cynhyrchu dadffurfiad plastig cywasgol yn yr wyneb haen y rhannau mewn ystod fwy trwchus Cael straen cywasgol gweddilliol, mireinio grawn ac effeithiau cryfhau wyneb eraill. O'i gymharu â ffrwydro saethu mecanyddol traddodiadol mae gan y manteision canlynol
1. Cyfeiriadedd cryf: mae'r laser yn gweithredu ar yr wyneb metel ar ongl reoledig, gydag effeithlonrwydd trosi ynni uchel, tra bod yr ongl effaith projectile mecanyddol ar hap;
2. Grym mawr: byrstio plasma ffrwydro laser a gynhyrchir gan y pwysau ar unwaith hyd at sawl GPa; dwysedd pŵer: mae dwysedd pŵer brig yr effaith laser yn cyrraedd sawl dwsinau o GW/cm2;
Cywirdeb wyneb da: nid yw effaith laser ar yr wyneb bron yn unrhyw effaith sputtering, ac ar ôl peening ergyd fecanyddol, mae morffoleg yr wyneb yn cael ei niweidio i gynhyrchu crynodiadau straen.
Mae effaith laser ar ôl y gwerth straen cywasgol uchaf yn well, cynyddodd y straen cywasgol gweddilliol arwyneb tua 40 y cant i 50 y cant, mae bywyd blinder y darn gwaith, ymwrthedd i dymheredd uchel a mowldio plygu a dangosyddion cysylltiedig eraill o werth rhifiadol wedi'u gwella'n sylweddol . Ar hyn o bryd, fe'i cymhwyswyd ym maes trin wyneb awyrennau, triniaeth wyneb aero-injan ac yn y blaen.
