Lazerinio dengimo procesas: techninė analizė, įrangos naujovės ir pramoninio taikymo vadovas
Lazerinio apmušimo technologija, kaip pagrindinė pagalbinė ekologiškos perdirbimo technologija, atlieka lemiamą vaidmenį pramonės sektoriuose, tokiuose kaip aviacija, naftos chemija ir mašinų gamyba, nes jos veiksmingos ir tikslios dangos paruošimo galimybės. Tai ne tik leidžia taisyti ir atkurti pažeistas dalis, bet ir padidina ruošinių paviršių atsparumą dilimui, atsparumą korozijai ir kitas savybes, atitinkančias nacionalinę darnaus vystymosi strategiją. Šiame straipsnyje bus analizuojami pagrindiniai procesų skirtumai, įrangos technologinės naujovės, pagrindinės medžiagų pažangos ir pramoninio pritaikymo lazerinės dangos statusas, kartu išaiškinamos techninės plėtros tendencijos ir pramonės atnaujinimo kryptys, pateikiamos išsamios techninės nuorodos ir taikymo gairės atitinkamoms įmonėms ir praktikams.
Dvi pagrindinės lazerinio dengimo proceso sistemos: techninė takoskyra tarp dviejų{0}}žingsnių metodo ir vieno{1}}veiksmo metodo
Lazerinio dengimo procesai daugiausia skirstomi į dviejų{0}}žingsnių metodą (išankstinio įdėjimo metodas) ir vieno-veiksmo metodą (sinchroninį metodą), kurie labai skiriasi techniniais būdais, efektyvumu ir taikomais scenarijais. Taikant dviejų-pakopų metodą, pirmiausia reikia ant ruošinio paviršiaus uždėti dengimo medžiagą, o po to išlydyti ir formuoti lazeriu. Tai konkrečiai apima du būdus: rankinį išankstinį padengimą ir iš anksto suformuotus lakštus. Rankinis išankstinis dengimas pasižymi mažomis sąnaudomis ir lanksčia eksploatacija, tačiau jo gamybos efektyvumas yra tik apie 0,5 ㎡/h, o dangos storio nuokrypis siekia ±0,2 mm, todėl jis labiau tinkamas vienetų remontui ar laboratoriniams tyrimams. Iš anksto suformuoti lakštai gaminami liejant miltelius su nedideliu kiekiu rišiklio, pasiekiant daugiau nei 90 % miltelių panaudojimo koeficientą ir stabilią dangos kokybę, kuri tinka taisyti gilias{11}}skyles, pvz., mažo skersmens vožtuvų korpusus. Vieno{14}}veiksmo metodas įgyvendina sinchroninį lazerio švitinimą ir medžiagos tiekimą. Taikant sinchroninį miltelių padavimo metodą naudojamas įpurškimo įtaisas, kuriuo milteliai tiekiami į išlydytą baseiną realiuoju laiku-, o šiluminis efektyvumas viršija 85 %, o gamyba yra automatizuota. Iki 2025 m. jos rinkos dalis pasiekė 78 % ir tapo pagrindiniu veleno ir disko dalių stiprinimo partijomis pasirinkimu. Nors sinchroninis vielos padavimo metodas neturi medžiagų atliekų ir gero komponentų vienodumo, jo lazerio panaudojimo lygis yra mažesnis nei 60%, o vielos specifikacijos yra ribotos. Šiuo metu jis labiau naudojamas taisant specifinius scenarijus, pvz., dujotiekio vidines sienas ir hidraulinius statramsčius.
Lazerinio dengimo įrangos naujovės: proveržis nuo tikslaus miltelių padavimo iki didelio{0}}galios pritaikymo
Miltelių padavimo įrangos, kaip pagrindinės lazerinės dangos sudedamosios dalies, veikimas tiesiogiai lemia dangos kokybę. Pastaraisiais metais pramonė pasiekė didelių laimėjimų tikslumo ir galios pritaikymo srityje. Pavyzdžiui, Xi'an Guosheng Laser tikslaus miltelių padavimo įranga, ši įranga pritaikyta 10 kW lazerio galiai, o miltelių padavimo tikslumas vis tiek gali siekti ±0,1 g/min didelės-galios darbo sąlygomis, o minimalus mikro-miltelių padavimo greitis yra 0,5 g/min. Tuo pačiu metu jame pritaikytas visiškai-HT liejimo lovos dizainas, pasižymintis puikiomis amortizacinėmis savybėmis. Su visiškai -vandeniu-aušinama apkalimo galvute, ji gali veikti 24-valandą nepertraukiamai, o maksimali apkrova yra 3T, o tai gali patenkinti išorinio apskritimo ir veleno bei disko ruošinių, kurių specifikacijos yra 600 mm × 3000 mm, apmušimo poreikius. Sinchroninio vielos padavimo įrangos srityje 2025 m. Zhongke Zhongmei pristatyta 10 KW/15 KW pramoninė įranga padidino vielos lydymosi efektyvumą iki 10 kg/h, o tai gerokai viršija 1-2 kg/h tarptautinio panašios įrangos lygį. Jis taip pat pritaikytas visų-specifikacijų 1,2–3,2 mm laidams, todėl tradicinė įranga gali apdoroti tik mažesnius nei 1,2 mm laidus, ir labai išplečia vielos padavimo proceso pramoninį pritaikymą. Palyginti su tradicine įranga, naujos kartos įranga žymiai optimizavo pagrindinius rodiklius, tokius kaip miltelių užsikimšimo greitis (sumažintas nuo 15% iki 20% iki mažiau nei 3%) ir dangos galvutės tarnavimo laikas (pailgintas nuo 3–6 mėnesių iki 12–18 mėnesių), padėdamas pagrindą plataus masto lazerinio apvalkalo pritaikymui.
Pagrindinės lazerinio dangos medžiagos: lydinių miltelių ir pramoninių kliūčių efektyvumo pagerinimas
Dengimo medžiagų savybės tiesiogiai veikia dangos kokybę. Pastaraisiais metais buvo padaryta didelė pažanga tiriant ir plėtojant specialių lydinių miltelius, tarp kurių ypač ryškūs buvo didelio greičio dengimo specialūs milteliai. Pavyzdžiui, „Jingye Additive“ Fe55 lydinio milteliai, šių miltelių sferiškumas yra didesnis nei 95%, o poringumas mažesnis nei 5%, o tai pritaikyta didelės spartos 10-15 m/min. Dangos kietumas siekia 55HRC, o atsparumas dilimui yra 5 kartus didesnis nei įprastinių miltelių. Po 500 valandų druskos purškimo korozijos bandymo rūdžių neatsiranda. Jis buvo plačiai naudojamas taisant anglių kasyklų hidraulinius statramsčius ir naftos gręžimo vamzdžius, todėl ruošinių tarnavimo laikas pailgėja 3-5 kartus. Tačiau pramonė vis dar susiduria su dviem pagrindinėmis kliūtimis medžiagų srityje: pirma, specialių lydinių miltelių lokalizavimo lygis yra mažas, o aukštos temperatūros lydinių (pvz., Inconel 718) miltelių lokalizavimo lygis yra tik 35%, o tai labai priklauso nuo importo; antra, sąnaudų apribojimai yra akivaizdūs. Kobalto{24}miltelių kaina siekia net 800 juanių/kg, o tai 6 kartus viršija miltelius geležies pagrindu, o tai labai padidina taikymo sąnaudas esant didelės paklausos scenarijams. Būtina skubiai pasiekti proveržių optimizuojant medžiagų formulę ir tobulinant gamybos procesą.
Dabartinė lazerinių dangų pramonės padėtis: taikymo galimybės ir trūkumai, kuriuos lemia politika
Dėl politikos ir rinkos lazerinių apmušalų pramonės mastai sparčiai išaugo, o tai taip pat atskleidė taikymo trūkumus. Kalbant apie politiką, 2025 m. „Pagaminta Kinijoje“ lazerinis apmušalas nurodomas kaip pagrindinė aukščiausios klasės įrangos plėtros kryptis, o 2025 m. MTTP subsidijos sieks iki 30 mln. juanių. Tokiuose regionuose kaip Dziangsu ir Hubėjus taip pat buvo pastatytos lazerinio apvalkalo pramoninės bazės, taikant lengvatines žemės politikos nuostatas ir mokesčių sumažinimus. Kalbant apie rinką, pasaulinė lazerinių dangų rinkos dydis 2025 m. viršijo 800 mln. JAV dolerių, o Azijos{8}}Ramiojo vandenyno regionui teko 45,42 proc., iš kurių 70 proc. augimo prisidėjo Kinija. Orlaivių ir kosmoso tikslusis remontas (sudaro 60% Šiaurės Amerikos paklausos) ir naujos energetikos įrangos stiprinimas (22% Kinijoje augimo tempas) tapo pagrindinėmis augimo sritimis. Tačiau pramonėje vis dar yra akivaizdžių trūkumų: techniniu požiūriu 10 000 -vatų- lygio įrangos apkalimo galvučių tarnavimo laikas paprastai yra trumpesnis nei 3 mėnesiai, o patvarumas yra nepakankamas, o vidinių įtrūkimų aptikimo rodiklis yra tik 65 %, nesant standartizuoto neardomojo bandymo plano; iš pramonės pusės tik 30 % įmonių yra išlaikiusios ISO 3834 suvirinimo kokybės sertifikatą, o kokybės sistemoje yra spragų. Tuo pačiu metu investicijos į vieną įrangą siekia apie 2 milijonus juanių, o mažų ir vidutinių įmonių skverbtis siekia tik 12%. Didelės taikymo išlaidos riboja rinkos populiarumą.
Lazerinio dengimo galvutė
žiūrėti daugiau
Pluošto lazerinis aparatas
žiūrėti daugiau
Miltelių tiektuvas
žiūrėti daugiau
Roboto rankena
žiūrėti daugiau
Lazerinio dengimo technologijos plėtros tendencijos ir pramonės santrauka
Apibendrinant galima teigti, kad lazerinio apmušimo technologija perėjo nuo teorinių tyrimų į pradinį didelio masto taikymo etapą ir ateityje vystysis trimis pagrindinėmis kryptimis: kalbant apie įrangos intelektą, įrengus dirbtinio intelekto sistemas, kad būtų galima stebėti išlydyto baseino temperatūrą realiuoju laiku, atmetimo rodiklis gali sumažėti 40 %; Kalbant apie procesų hibridizavimą, integruota lazerinio dengimo ir 3D spausdinimo technologija leis vienu-sustabdyti pažeistų dalių „taisymo-sustiprinimo-formavimą“, padidindama gamybos efektyvumą; Kalbant apie medžiagų sąnaudų mažinimą, volframo karbido (WC) legiravimas geležies -pagrindo milteliuose gali sumažinti sąnaudas 60 %, o našumas panašus į kobalto{9} miltelių našumą. Siekiant skatinti pramonės modernizavimą, reikia dėti pastangas trimis aspektais: pirma, kartu su universitetais ir įmonėmis sukurti „galios įrenginių - miltelių padavimo sistemų - bandymo įrangos“ mokslinių tyrimų ir plėtros aljansą, kad būtų pašalintos pagrindinės techninės kliūtys; antra, paspartinti „Lazerinės dangos kokybės klasifikavimo standarto“ formulavimą, siekiant standartizuoti pagrindinius rodiklius, tokius kaip kietumas, sukibimo stiprumas ir poringumas; trečia, reklamuoti modelį „įrangos nuoma + techninis aptarnavimas“, siekiant sumažinti mažų ir vidutinių įmonių patekimo į rinką slenkstį. Nuolat tobulėjant technologijoms ir tobulėjant pramoninei ekosistemai, lazerinės dangos technologija vaidins didesnį vaidmenį ekologiškoje transformacijoje ir{16}aukšto lygio gamybos pramonėje.