8. Uporaba v industriji plesni
Kalupi so eno najuspešnejših področij uporabe za lasersko kaljenje. Številne tovarne uporabljajo to tehnologijo za izboljšanje življenjske dobe plesni.
Kalupi za vtiskovanje po laserskem kaljenju kažejo močno izboljšano odpornost proti obrabi na rezalnih robovih. Na primer, matrice za žigosanje avtomobilskih karoserijskih plošč so morda zahtevale predelavo po 80.000 žigosanjih, po laserskem kaljenju pa lahko presežejo 300.000 žigosanj. To je zato, ker se trdota površine rezila poveča s 50 HRC na več kot 60 HRC, porazdelitev trdote pa je zelo enakomerna.
Jedra in votline plastičnih kalupov so lahko podvržene tudi laserskemu kaljenju. Zlasti pri delih z vitkimi štrlinami ali globokimi utori tradicionalna toplotna obdelava zlahka povzroči popačenje, vendar lahko lasersko kaljenje dobro reši ta problem. Po kaljenju se lahko izboljša tudi površinska hrapavost, kar je koristno pri razkalupljevanju plastičnih delov.
Kalupi-za tlačno litje delujejo v težkih pogojih in prenašajo udarce staljene kovine-pri visoki temperaturi. Lasersko kaljenje lahko na površini oblikuje plast utrjene plasti, ki je odporna na vročino-in obrabo-, kar bistveno izboljša odpornost kalupa na toplotno utrujenost. Nekatere tovarne poročajo, da se lahko življenjska doba plesni po obdelavi podaljša za 2-3 krat.
9. Aplikacije na mehanskih komponentah
Različne komponente prenosa je mogoče ojačati z laserskim kaljenjem.
Zobniki so tipični aplikacijski objekti. Pri tradicionalno naogljičenih in kaljenih zobnikih je treba obdelati celoten zob, kar povzroči znatno deformacijo in zahteva naknadno brušenje zobnikov. Lasersko kaljenje lahko zdravi samo obremenjena področja, kot sta bok zoba in korenina, medtem ko druga področja ohranjajo dobro žilavost. To izpolnjuje zahteve glede uporabe, hkrati pa zmanjšuje popačenje in stroške obdelave.
Sestavni deli gredi, kot so ročične in odmične gredi, so lahko podvrženi laserskemu kaljenju na tornih območjih, kot so ležaji in odmikači. Po obdelavi se površinska odpornost proti obrabi izboljša. Poleg tega so lahko zaradi majhnega popačenja dodatki za končno obdelavo minimalni, kar prihrani material in čas strojne obdelave.
Vodila, drsni bloki in druge komponente drsnega trenja so prav tako-primerne za lasersko kaljenje. Na delovni površini je mogoče ustvariti mrežaste-podobne ali progaste kaljene trakove, ki zagotavljajo odpornost proti obrabi, hkrati pa ohranjajo zmogljivost shranjevanja olja za boljše mazanje.
10. Aplikacije na področju letalstva
Letalske in vesoljske komponente imajo izjemno visoke zahteve glede teže in zanesljivosti, zaradi česar je lasersko dušenje zelo uporabno.
Lopatice motorja je mogoče lokalno okrepiti na povezovalnih območjih, kot sta čep in pokrov. Tradicionalne metode težko zdravijo le ta področja, kar daje laserskemu dušenju izrazito prednost. Po obdelavi se izboljša odpornost proti obrabi in obrabi zaradi strganja teh območij.
Komponente podvozja delujejo v težkih pogojih, prenašajo velike udarne obremenitve. Lasersko kaljenje lahko ustvari tlačno napetostno plast na kritičnih območjih, kar izboljša življenjsko dobo zaradi utrujenosti. Poleg tega lahko obravnava le področja koncentracije napetosti, ne da bi vplival na celotno žilavost.
Različni konektorji in pritrdilni elementi so lahko podvrženi tudi laserskemu kaljenju. Na primer območje navoja vijakov; po obdelavi se izboljšata odpornost proti obrabi in sposobnost proti -zrčenju.
11. Ključne točke nadzora kakovosti
Da bi zagotovili kakovost laserskega kaljenja, je treba nadzorovati več vidikov.
Pregled trdote je najosnovnejši. Tester trdote se uporablja za merjenje trdote utrjenega sloja, ne samo na površini, ampak tudi na različnih globinah, da se vidi porazdelitev utrjenega sloja. Na splošno je treba za preverjanje enotnosti izmeriti več točk na vsakem delu.
Zelo pomembna je tudi globina utrjene plasti. Preplitko pomeni slabo odpornost proti obrabi; pregloboko lahko vpliva na lastnosti osnovnega materiala. Izmeriti ga je treba z metalografskimi metodami: rezanje dela, poliranje in jedkanje za opazovanje mikrostrukture ter merjenje debeline bele plasti.
Ne smemo zanemariti vizualnega pregleda. Preverite, ali na površini obstajajo napake, kot so opekline ali razpoke. Običajna lasersko -kaljena površina mora imeti enakomerno temno ali obarvano oksidacijsko barvo. Če so bela ali modra območja, je bila temperatura morda previsoka.
Merjenje deformacije je še posebej pomembno za natančne dele. Ključne dimenzije je treba preveriti pred in po kaljenju z uporabo koordinatnega merilnega stroja ali drugih merilnih orodij. Deformacija laserskega kaljenja je običajno zelo majhna, vendar jo je vseeno treba spremljati.
12. Pogoste težave in protiukrepi
Pri praktičnih aplikacijah se lahko pojavijo nekatere težave; tukaj je nekaj pogostih.
Neenakomerna trdota je najpogostejša težava. Možni vzroki vključujejo: nestabilno moč laserja, neenakomerno hitrost skeniranja, nedosledno predobdelavo površine itd. Rešitve vključujejo preverjanje stanja opreme, zagotavljanje stabilnih parametrov in izvedbo dobre predobdelave površine.
Težave z razpokami se pogosteje pojavijo pri materialih z visoko kaljivostjo. Če je segrevanje ali ohlajanje prehitro, zlahka nastanejo razpoke. Temu se je mogoče izogniti s predgretjem, nadzorom hitrosti skeniranja, optimizacijo oblike točke itd.
Preplitko strjen sloj je lahko posledica nezadostne moči ali prehitre hitrosti. Parametre postopka je treba prilagoditi ali pa je treba izboljšati predobdelavo površine, da se poveča absorpcija.
Pri obdelavi velikih površin lahko pride do mehčanja v območjih prekrivanja. Območje prekrivanja se dvakrat segreje, kar lahko povzroči mehčanje popuščanja. To je mogoče izboljšati z optimiziranjem poti skeniranja, nadzorom količine prekrivanja ali uporabo širokih-točkov snopa.
13. Analiza stroškov-koristi
Naložbe v opremo za lasersko kaljenje so razmeroma velike in segajo od nekaj sto tisoč do več kot milijon RMB na stroj. Obratovalni stroški pa niso visoki, sestavljajo jih predvsem stroški električne energije in pomožnega materiala.
Z vidika celovitih stroškov ima lasersko kaljenje veliko prednosti. Prihrani material, ker majhna deformacija omogoča manjše dodatke za obdelavo; varčuje z energijo s segrevanjem samo tanke površinske plasti, pri čemer porabi veliko manj energije kot toplotna obdelava v razsutem stanju; prihrani čas, saj je veliko delov mogoče uporabiti neposredno po kaljenju, kar odpravlja kasnejše postopke, kot sta ravnanje in čiščenje.
Še pomembneje je, da izboljša življenjsko dobo izdelka, zmanjša pogostost popravil in zamenjav. Pri potrošnih delih, kot so kalupi in rezalna orodja, so prednosti nekajkrat daljše življenjske dobe precejšnje. Številni uporabniki poročajo, da čeprav je oprema dražja, se lahko naložba povrne v šestih mesecih do enem letu.
14. Trendi razvoja tehnologije
Tehnologija laserskega kaljenja se še razvija; Omeniti velja več trendov.
Inteligenca opreme je jasen trend. Sodobna oprema vedno bolj uporablja inteligentne krmilne sisteme, ki lahko samodejno prepoznajo dele, prikličejo procesne parametre in spremljajo kakovost procesa. Nekateri lahko celo opazujejo proces kaljenja v realnem-času prek kamer in samodejno prilagajajo parametre.
Razvija se tudi procesna hibridizacija. Lasersko kaljenje je kombinirano z drugimi tehnologijami, da se izkoristijo njihove prednosti. Na primer, najprej lasersko kaljenje za povečanje trdote, nato lasersko poliranje za izboljšanje kakovosti površine; ali kombiniranje laserskega kaljenja z laserskim oplaščenjem tako za površinsko utrjevanje kot za popravilo obrabe.
Širjenje področij uporabe je neizogibno. Prvotno se je uporabljal predvsem za kalupe in orodja za rezanje, zdaj pa se vse pogosteje uporablja za navadne mehanske komponente. Ker se zahteve po življenjski dobi izdelka povečujejo, bo uporaba te tehnologije vse bolj razširjena.
Zelene in okolju prijazne lastnosti so deležne več pozornosti. Lasersko kaljenje ne uporablja oljnih ali solnih kopeli in ne povzroča emisij onesnaževanja, kar je v skladu z zahtevami zelene proizvodnje. Tudi zato ga je mogoče promovirati v panogah s strogimi okoljskimi predpisi.
15. Varnostni ukrepi pri delovanju
Laser je visoko{0}}energijski žarek; med delovanjem je treba poudariti varnost.
Zaščita oči je najpomembnejša. Neposredna ali odbita laserska svetloba lahko povzroči trajne poškodbe oči. Med delom je treba nositi posebna laserska zaščitna očala, delovna mesta pa morajo imeti opozorilne znake.
Prav tako ne smemo zanemariti zaščite kože. Laserska izpostavljenost koži lahko povzroči opekline. Med delom nosite delovna oblačila, da preprečite neposredno izpostavljenost kože.
Požarna varnost zahteva pozornost. Laserske iskre lahko vnamejo vnetljive snovi. Delovno območje naj bo čisto, brez oljnih madežev, papirja in drugih vnetljivih snovi ter opremljeno z opremo za gašenje požara.
Ceniti je treba električno varnost. Laserska oprema deluje pri visoki napetosti; redno preverjajte ožičenje in zagotovite zanesljivo ozemljitev. Ne-nestrokovnjaki naj ne poskušajo popravljati.
Upoštevati je treba odvajanje dima in prezračevanje. Med kaljenjem nastaja dim; izpušno opremo je treba nemudoma odstraniti, da ohranite čist zrak.
16. Povzetek
Lasersko kaljenje je praktična tehnologija površinskega utrjevanja. Z natančnim nadzorom vnosa energije tvori trdo in{1}}odporno utrjeno plast na površini dela. Ta tehnologija ima številne prednosti: majhno popačenje, visoko trdoto, dobro selektivnost in enostavnost avtomatizacije.
Po letih razvoja je tehnologija laserskega kaljenja postala razmeroma zrela in se uspešno uporablja na področjih, kot so kalupi, mehanske komponente in letalstvo. Ko se stroški opreme znižujejo in procesi izboljšujejo, se bo obseg njene uporabe še razširil.
Za proizvodna podjetja lahko uporaba tehnologije laserskega kaljenja izboljša kakovost izdelka, podaljša življenjsko dobo izdelka in zmanjša proizvodne stroške. Čeprav je začetna naložba velika,-so dolgoročne gospodarske koristi očitne. Zlasti v trenutnem kontekstu preoblikovanja in nadgradnje proizvodnje bodo takšne tehnologije-za izboljšanje kakovosti in učinkovitosti vse bolj priljubljene.
V prihodnosti se bo z napredkom v laserski tehnologiji in napredkom inteligentne proizvodnje lasersko kaljenje razvilo v smeri večje inteligence, natančnosti in prijaznosti do okolja, kar bo zagotavljalo močno podporo visoko-kakovostnemu razvoju proizvodne industrije.
