Η συσκευή εργασίας του εξοπλισμού επένδυσης λέιζερ περιλαμβάνει κυρίως λέιζερ, συσκευή τροφοδοσίας, ακροφύσιο επένδυσης, πλατφόρμα επεξεργασίας και σύστημα ελέγχου. Για ολόκληρο τον εξοπλισμό επένδυσης λέιζερ, η συσκευή ακροφυσίου επένδυσης είναι το πιο σημαντικό μέρος ολόκληρου του εξοπλισμού, ο κύριος ρόλος της είναι η μετάδοση, η εστίαση, ο μετασχηματισμός της δέσμης λέιζερ και η σύγχρονη μετάδοση της σκόνης επένδυσης. Οι βασικές τεχνολογίες του ακροφυσίου επένδυσης είναι η εστίαση διαμόρφωσης και μετασχηματισμού λέιζερ, η σύγκλιση μετάδοσης και έγχυσης των υλικών επένδυσης και η σύζευξη οπτικών υλικών. Το δεύτερο είναι το λέιζερ και τώρα τα κύρια λέιζερ που θα χρησιμοποιηθούν είναι λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα, λέιζερ YAG και λέιζερ ημιαγωγών. Το λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα είναι τώρα το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο λέιζερ στην Κίνα και είναι ευκολότερο να επιτευχθεί υψηλή ισχύς, αλλά έχει τα μειονεκτήματα του υπερβολικά μεγάλου όγκου και της υψηλής κατανάλωσης ενέργειας μονάδας. Λόγω της ανάπτυξης της τεχνολογίας, ο ρυθμός χρήσης των λέιζερ YAG αυξάνεται συνεχώς, γεγονός που μπορεί να επιτύχει μετάδοση ινών και να βελτιώσει την ευελιξία των εξαρτημάτων. Τα πλεονεκτήματα των λέιζερ ημιαγωγών είναι ο υψηλός ηλεκτρο-οπτικός ρυθμός μετατροπής, η χαμηλή τιμή εξοπλισμού, το μικρό μέγεθος, το χαμηλότερο κόστος συντήρησης, πιο κατάλληλο για χρήση και μια σειρά από πλεονεκτήματα.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της επένδυσης με λέιζερ
1. Πλεονεκτήματα της επένδυσης με λέιζερ
Η επένδυση λέιζερ έχει γενικά υψηλή σκληρότητα, αντοχή στη φθορά, αντοχή στη διάβρωση, αντίσταση στην οξείδωση και άλλα χαρακτηριστικά, ιδιαίτερα αντοχή στη διάβρωση, η οποία βοηθάει πολύ στην παράταση της διάρκειας ζωής των υλικών, στην εξοικονόμηση ακριβών μετάλλων, στην εξοικονόμηση πόρων και χωρίς προβλήματα περιβαλλοντικής ρύπανσης. Σε σύγκριση με άλλες παραδοσιακές μεθόδους τροποποίησης επιφάνειας υποστρώματος, ο ρυθμός αραίωσης του στρώματος επένδυσης που αποτελείται από επένδυση λέιζερ είναι χαμηλότερος (γενικά 5% ~ 8%) και είναι εύκολο να σχηματιστεί ένα λεπτότερο στρώμα επένδυσης. Η χρήση αυτής της μεθόδου όχι μόνο μειώνει το κόστος, αλλά βελτιώνει και την απόδοση της επένδυσης. Η επένδυση λέιζερ έχει τα χαρακτηριστικά μικρής ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα και μικρής παραμόρφωσης και ο ρυθμός ψύξης της είναι πολύ γρήγορος (102 ~ 106 K/s), που τείνει να σχηματίζει πυκνές δομές. Επί του παρόντος, η διαδικασία επένδυσης λέιζερ ελέγχεται από υπολογιστή, χρησιμοποιώντας ψηφιακό και πλήρως αυτοματοποιημένο έλεγχο και οι παράμετροι της διαδικασίας είναι πιο σταθερές στη διαδικασία λειτουργίας, το προετοιμασμένο στρώμα επένδυσης είναι πιο ομοιόμορφο και το ποσοστό σφάλματος είναι χαμηλότερο. Η επένδυση λέιζερ χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική, την ηλεκτρική ενέργεια, τα αυτοκίνητα, τα πλοία, το πετρέλαιο και άλλα πεδία. Η τεχνολογία επένδυσης λέιζερ μπορεί να είναι σχεδόν οποιοδήποτε μέταλλο ή κεραμικό υλικό σε μέταλλο ή κράμα.
2. Ελλείψεις επένδυσης λέιζερ
(1) Εύκολο στην παραγωγή πόρων. Κατά τη διαδικασία της επένδυσης, το αέριο στη λιωμένη πισίνα καθυστερεί να εκκενωθεί, γεγονός που θα οδηγήσει στο σχηματισμό πόρων στο στρώμα επένδυσης. Για το υπόστρωμα αυτο-ροής, επειδή περιέχει μεγάλη ποσότητα αποοξειδωτή πυριτίου-βορίου, η αντίδραση αποξείδωσης θα συμβεί πρώτα στη διαδικασία επένδυσης, παράγοντας τις αντίστοιχες βοριοπυριτικές ενώσεις, οι οποίες μπορούν να μονώσουν τον αέρα. Όταν ο χρόνος θέρμανσης της επένδυσης είναι αρκετά μεγάλος, η αντίδραση αποξείδωσης μπορεί να πραγματοποιηθεί πλήρως και δεν θα σχηματιστούν οπές αερίου. Ωστόσο, ο χρόνος θέρμανσης της επένδυσης λέιζερ είναι σύντομος και ο ρυθμός ψύξης είναι γρήγορος και η αντίδραση αποοξυγόνωσης δεν είναι επαρκής, επομένως αυτοί οι αποοξειδωτές δεν μπορούν να παράγουν αποτελέσματα και είναι εύκολο να σχηματιστούν πόροι. Γενικά, τα στομία είναι σχεδόν δύσκολο να αποφευχθούν και μπορούν να ελεγχθούν μόνο με ορισμένα μέτρα. Οι συνήθεις μέθοδοι περιλαμβάνουν την αποτροπή της οξείδωσης της σκόνης κράματος πριν από τη χρήση, το στέγνωμα του υλικού επένδυσης πριν από τη χρήση και ούτω καθεξής.
(2) Εύκολο να σπάσει. Κατά τη διαδικασία της επένδυσης, η τήξη, η στερεοποίηση και η ψύξη συμβαίνουν όλα σε σύντομο χρονικό διάστημα και διάφορες καταπονήσεις, όπως η θερμική τάση και η δομική καταπόνηση, θα παραμείνουν. Επιπλέον, εάν οι παράμετροι της διαδικασίας ρυθμιστούν σωστά, θα εμφανιστούν επίσης ρωγμές. Σύμφωνα με τα υπάρχοντα ερευνητικά αποτελέσματα, υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για την εξάλειψη των ρωγμών στη διαδικασία της επένδυσης: Λογική σύνθεση υλικών επένδυσης. Σωστή επιλογή παραμέτρων διεργασίας και τεχνολογίας επένδυσης. Προσθέστε μια επίστρωση στην επιφάνεια του υποστρώματος για να βελτιώσετε τη διαβρεξιμότητα του στρώματος επένδυσης. Η διαδικασία επένδυσης βελτιστοποιείται με βάση τα χαρακτηριστικά δράσης τάσης του στρώματος επένδυσης.
(3) Έλλειψη ενιαίων προτύπων. Τα υλικά επένδυσης με λέιζερ δεν έχουν σχηματίσει ένα ειδικό σύστημα υλικών και δεν υπάρχει ενιαίο πρότυπο στη χρήση των υλικών επένδυσης, με αποτέλεσμα την αύξηση του κόστους και τη μείωση των οικονομικών οφελών. Επιπλέον, η έλλειψη ενιαίου προτύπου παραμέτρων διεργασίας καθιστά δύσκολη την επικοινωνία μεταξύ εργαστηρίων και εταιρειών.
Βελτιώστε την επιλογή υλικών επένδυσης λέιζερ με αντοχή στη διάβρωση της επιφάνειας
Το υλικό επένδυσης είναι ένας από τους κύριους παράγοντες που επηρεάζουν το στρώμα επένδυσης. Η απόδοση του στρώματος επένδυσης καθορίζεται κυρίως από το υλικό επένδυσης. Από την εμφάνιση της τεχνολογίας επένδυσης λέιζερ, η επιλογή του υλικού επένδυσης έχει δοθεί μεγάλη προσοχή από τους ερευνητές.
1. Σκόνη αυτο-ροής κράματος με βάση το Ni
Η σκόνη αυτοτήξης με βάση το νικέλιο έχει καλή αντοχή στη διάβρωση και η τιμή της είναι πιο μέτρια, επομένως είναι επίσης η πιο χρησιμοποιούμενη στην έρευνα. Είναι κατάλληλο για υποστρώματα που χρειάζονται βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση και μπορεί να χωριστεί σε σειρές κραμάτων Ni-B-Si και Ni-Cr-B σε αυτό το στάδιο. Η περιεκτικότητα σε νικέλιο είναι περίπου 75%, η περιεκτικότητα σε χρώμιο είναι περίπου 15%, και η περιεκτικότητα σε πυρίτιο και βόριο είναι περίπου 6%. Η σκόνη συντιθέμενου κράματος όχι μόνο έχει σημαντικά υψηλότερη αντοχή στη διάβρωση, αλλά έχει και σχετικά υψηλό κόστος.
2. Σκόνη αυτο-ροής κράματος με βάση το κοβάλτιο
Το ίδιο το κοβάλτιο έχει καλή αντοχή στη διάβρωση και η σκόνη κράματος που σχηματίζεται από το κοβάλτιο και το χρώμιο έχει καρβίδια όπως το Cr7C3 και βορίδια όπως το Cr2B. Το κοβάλτιο έχει καλή αντοχή στη διάβρωση, το χρώμιο έχει επίσης καλή αντοχή στην οξείδωση, επομένως από την άποψη των χαρακτηριστικών του υλικού του, είναι κατάλληλο για αντοχή στη διάβρωση με υλικό επένδυσης λέιζερ και περιέχει επίσης νικέλιο, χρώμιο, άνθρακα και σίδηρο, αλλά έχει επίσης το πλεονέκτημα της μείωσης της δημιουργίας ρωγμών. Οι Chabrol et al. διαπιστώθηκε μέσω πειραμάτων ότι τα υλικά με βάση το κοβάλτιο έχουν τα πλεονεκτήματα της βελτίωσης της κατάστασης τάσης διεπαφής και της αύξησης της αντοχής του δεσμού. Ωστόσο, το κόστος του είναι σχετικά υψηλό σε σύγκριση με άλλα υλικά.
3. Σκόνη κράματος αυτο-ροής με βάση το σίδηρο
Η σκόνη από κράμα με βάση το σίδηρο χρησιμοποιείται κυρίως σε χυτοσίδηρο και χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και το μεγαλύτερο πλεονέκτημά της είναι η χαμηλή τιμή και η αντιφθορά. Αλλά είναι πολύ εύκολο να οξειδωθεί, ακόμα κι αν η προσθήκη βορίου, νικελίου, χρωμίου και άλλων στοιχείων δεν μπορεί να αναπληρώσει τα χαρακτηριστικά εύκολης οξείδωσής του. Ως εκ τούτου, η ευελιξία του ως ανθεκτικό στη διάβρωση υλικό επένδυσης είναι κακή.
Συνοπτικά, τα παραπάνω τρία είδη σκόνης κράματος έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, θα πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με την πραγματική κατάσταση, στον τομέα της αντοχής στη διάβρωση, λαμβάνοντας υπόψη την απόδοση κόστους της θήκης, η σκόνη κράματος με βάση το νικέλιο είναι πιο κατάλληλη επιλογή.
4. Άλλη σκόνη μετάλλων
Εκτός από τα παραπάνω τρία είδη σκόνης μετάλλου, υπάρχουν πολλά άλλα υλικά, όπως βάση τιτανίου, βάση χαλκού, βάση αλουμινίου, βάση μαγνησίου και βάση χρωμίου, καθώς και υλικά επένδυσης διαμεταλλικών ενώσεων. Αυτά τα υλικά χρησιμοποιούν τις ειδικές ιδιότητές τους για να επιτύχουν διάφορες λειτουργίες, όπως αντοχή στη διάβρωση, αντοχή στην οξείδωση, αντοχή στη φθορά κ.λπ. Για παράδειγμα, οι ερευνητές έστειλαν σκόνη αλουμινίου μέσω του λέιζερ στην επιφάνεια του υποστρώματος και απέκτησαν επίσης μια επίστρωση με καλές επιδόσεις. Υπάρχει επίσης σκόνη με βάση το μαγνήσιο, η οποία χρησιμοποιείται περισσότερο για την επένδυση με λέιζερ κράματος μαγνησίου ως υπόστρωμα, έτσι ώστε η αντίσταση στη διάβρωση της επιφάνειας του υποστρώματος μαγνησίου να έχει βελτιωθεί σημαντικά, ειδικά στο πείραμα, ο ερευνητής χρησιμοποίησε διάλυμα χλωριούχου νατρίου για να πραγματοποιήσει δοκιμές διάβρωσης και διαπίστωσε ότι η αντίστασή του στη διάβρωση έχει βελτιωθεί σημαντικά.
5. Κεραμική σκόνη
Η κεραμική σκόνη περιλαμβάνει κυρίως κεραμική σκόνη οξειδίου και κεραμική σκόνη πυριτίου, μεταξύ των οποίων η κεραμική σκόνη οξειδίου χρησιμοποιείται συχνά στην επένδυση με λέιζερ. Επειδή μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την αντοχή στη φθορά, την αντίσταση στη διάβρωση και την αντίσταση στην οξείδωση της μήτρας, χρησιμοποιείται συχνά ως ανθεκτικό στη διάβρωση στρώμα επένδυσης. Ωστόσο, λόγω της μεγάλης διαφοράς μεταξύ των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων της κεραμικής σκόνης και του μετάλλου στην επιφάνεια του υποστρώματος, το στρώμα επένδυσης είναι εύκολο να ραγίσει και να πέσει. Αν και οι ερευνητές πρόσθεσαν CaO, SiO2 και άλλες ουσίες στο στρώμα διέλευσης και στο στρώμα επένδυσης, που μετριάζουν αυτήν την κατάσταση, δεν έλυσαν εντελώς το πρόβλημα των ρωγμών και της πτώσης από το στρώμα κεραμικής επένδυσης.
6. Σύνθετη σκόνη
Η σύνθετη σκόνη αποτελείται κυρίως από δύο ή περισσότερα είδη υλικών με διαφορετικές συνθέσεις και διαφορετικές ιδιότητες της σκόνης, αναφέρεται κυρίως σε καρβίδιο, βορίδιο, νιτρίδιο, οξείδιο και άλλα σκληρά κεραμικά υλικά υψηλού σημείου τήξης και μικτή προετοιμασία σκόνης υλικών χρυσού. Κάτω από τη δράση της σύνθετης σκόνης λέιζερ, μπορεί να συνδυάσει καλύτερα την καλή σκληρότητα του μετάλλου και τα εξαιρετικά χαρακτηριστικά της αντοχής στη διάβρωση, της αντοχής στη φθορά και της αντοχής σε υψηλή θερμοκρασία των κεραμικών, και τα φαινόμενα απώλειας καύσης και εξάτμισης των υλικών μπορούν να ελεγχθούν αποτελεσματικά, τα οποία είναι μια καυτή ερευνητική κατεύθυνση στον τομέα της επένδυσης με λέιζερ. Μεταξύ αυτών, η σκόνη κράματος καρβιδίου και η σκόνη κράματος οξειδίου είναι τα πιο μελετημένα και εφαρμοσμένα. Τα σωματίδια καρβιδίου στη σύνθετη σκόνη μπορούν να προστεθούν απευθείας στη δεξαμενή τήγματος λέιζερ ή να αναμειχθούν με τη σκόνη μετάλλου στη δεξαμενή τήγματος λέιζερ, αλλά ο πιο αποτελεσματικός τρόπος είναι να προστεθούν με τη μορφή σκόνης ένωσης με επικάλυψη μετάλλου (όπως καρβίδιο με επικάλυψη νικελίου , καρβίδιο επικαλυμμένο με κοβάλτιο).
Η Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. είναι μια επιχείρηση υψηλής τεχνολογίας που ειδικεύεται στην Ε&Α, την κατασκευή και τις πωλήσεις αυτόματης μηχανής επένδυσης λέιζερ, μηχανής επένδυσης λέιζερ υψηλής ταχύτητας, μηχανής απόσβεσης λέιζερ, μηχανής συγκόλλησης λέιζερ και εξοπλισμού τρισδιάστατης εκτύπωσης. Τα προϊόντα μας είναι οικονομικά και πωλούνται στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Εάν ενδιαφέρεστε για τα προϊόντα μας, επικοινωνήστε μαζί μας στο bob@gshenglaser.com.