Η επεξεργασμένη με λέιζερ επιφάνεια κάνει το τεμάχιο εργασίας πιο ανθεκτικό στο φορτίο. Η απόσβεση, η τήξη και η επίστρωση με λέιζερ καθιστούν το τεμάχιο εργασίας πιο ανθεκτικό στο φορτίο: βελτιώνει τη σκληρότητα και τη σκληρότητα, αλλάζει τη δομή της επιφάνειας και δημιουργεί τάση πίεσης ή προστατευτική επίστρωση στην επιφάνεια. Η σήμανση με λέιζερ και η μικροκατεργασία με λέιζερ μπορούν επίσης να αλλάξουν την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας.
【Σκληρυνση με λέιζερ】
Η αρχή της σκλήρυνσης με λέιζερ: η δέσμη λέιζερ θερμαίνει το επιφανειακό στρώμα του μετάλλου και η ταχεία ψύξη αυξάνει τη σκληρότητά του. Το πλεονέκτημα της τεχνολογίας σκλήρυνσης με λέιζερ είναι ότι απαιτεί πολύ μικρή επεξεργασία παρακολούθησης και μπορεί να επεξεργαστεί ακανόνιστα τρισδιάστατα τεμάχια εργασίας. Λόγω της μικρής εισροής θερμότητας, η παραμόρφωση του τεμαχίου εργασίας είναι πολύ μικρή, μειώνοντας ή ακόμα και εξαλείφοντας την ανάγκη για μεταγενέστερη επεξεργασία.
Η απόσβεση με λέιζερ ανήκει στη διαδικασία σκλήρυνσης του επιφανειακού στρώματος. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για υλικά με βάση το σίδηρο που μπορούν να σκληρυνθούν. Δηλαδή χάλυβας και χυτοσίδηρος με περιεκτικότητα σε άνθρακα άνω του 0,2%.
Προκειμένου να σκληρύνει το τεμάχιο εργασίας, η δέσμη λέιζερ θερμαίνει το μεταλλικό επιφανειακό στρώμα κοντά στο σημείο τήξης στις περισσότερες περιπτώσεις, δηλαδή περίπου 900 έως 1400°C. Όταν η επιφάνεια φτάσει στην απαιτούμενη θερμοκρασία, η δέσμη λέιζερ φεύγει από αυτή τη θέση και συνεχίζει να κινείται προς τα εμπρός, θερμαίνοντας συνεχώς την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας κατά τη νέα κατεύθυνση. Υπό τη δράση της υψηλής θερμοκρασίας, τα άτομα άνθρακα στο μεταλλικό πλέγμα αλλάζουν τη θέση τους (ωστενιτίωση). Μόλις η δέσμη λέιζερ φύγει από μια θέση, το υλικό γύρω από αυτή τη θέση ψύχει γρήγορα το θερμό επιφανειακό στρώμα. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται"self-quenching". Λόγω της γρήγορης ψύξης, το μεταλλικό πλέγμα δεν επανέρχεται στο αρχικό του σχήμα, αλλά παράγεται μαρτενσίτης. Ο μαρτενσίτης είναι μια μεταλλική κατασκευή με εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα. Η μετατροπή σε μαρτενσίτη μπορεί να αυξήσει τη σκληρότητα του υλικού.
Η δέσμη λέιζερ θερμαίνει το επιφανειακό στρώμα του τεμαχίου εργασίας. Το τυπικό βάθος σκλήρυνσης της επιφάνειας είναι 0,1 έως 1,5 mm, με ορισμένα υλικά να φτάνουν τα 2,5 mm ή υψηλότερα. Εάν το βάθος σκλήρυνσης της επιφάνειας πρόκειται να είναι μεγαλύτερο, ο περιβάλλων όγκος πρέπει να είναι μεγαλύτερος, έτσι ώστε η θερμότητα να μπορεί να διαχέεται γρήγορα, ώστε η σκληρυμένη ζώνη να μπορεί να ψύχεται αρκετά γρήγορα. Η διαδικασία σκλήρυνσης με λέιζερ απαιτεί σχετικά μικρή πυκνότητα ισχύος. Ταυτόχρονα, το τεμάχιο εργασίας πρέπει να υποβληθεί σε επεξεργασία στο ίδιο επίπεδο. Επομένως, είναι απαραίτητο να κάνετε τη δέσμη λέιζερ να ακτινοβολεί όσο το δυνατόν μεγαλύτερο επίπεδο. Επί του παρόντος, η τετράγωνη επιφάνεια ακτινοβολίας χρησιμοποιείται συνήθως. Ομοίως, η ομάδα καθρέφτη σάρωσης χρησιμοποιείται επίσης στη διαδικασία σβέσης με λέιζερ για να κάνει τη δέσμη λέιζερ του κυκλικού σημείου να κινείται μπρος-πίσω πολύ γρήγορα. Μια γραμμή με ουσιαστικά ομοιόμορφη πυκνότητα ισχύος σχηματίζεται στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Είναι δυνατή η δημιουργία σκληρυμένων τροχιών με πλάτος έως και 60 mm. Όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα, το ρουλεμάν κοντά στον άξονα του στροβιλοσυμπιεστή έχει σκληρυνθεί με λέιζερ.
【Επίστρωση λέιζερ】
Προκειμένου να βελτιωθεί η αντοχή στη φθορά των υλικών ή να τροποποιηθεί η επιφάνεια, οι άνθρωποι χρησιμοποιούν τεχνολογία επιφανειών λέιζερ. Το σύστημα επένδυσης λέιζερ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίστρωση μεταλλικών επιστρώσεων στην επιφάνεια των υπαρχόντων τεμαχίων με την ίδια ποιότητα όπως η χύτευση. Δεν υπάρχει απώλεια ποιότητας, σφράγιση, χωρίς πόρους και ρωγμές.
Το σύστημα επένδυσης με λέιζερ καθιστά τη διαδικασία επιφανείας με λέιζερ πολύ απλή: στην προετοιμασμένη επιφάνεια, χρησιμοποιείται λέιζερ για τη δημιουργία μιας λιωμένης λίμνης. Το κονιοποιημένο υλικό ψεκάζεται στην επιφάνεια μέσω του ακροφυσίου και όταν το νέο υλικό στερεοποιηθεί, ξεκινά η συγκόλληση του επόμενου στρώματος ή η επακόλουθη επεξεργασία.
Γενικά, το σύστημα επένδυσης λέιζερ αποτελείται από τρεις κύριες λειτουργικές μονάδες: μεταφορέα σκόνης, γραμμή μεταφοράς σκόνης και ομάδα κατόπτρων επεξεργασίας με ακροφύσιο σκόνης. Ο μεταφορέας σκόνης είναι μια κινητή μονάδα δίπλα στη μηχανή επεξεργασίας λέιζερ. Το μίγμα αερίων σκόνης από πολλά δοχεία αναμιγνύεται σε μια ροή σκόνης στον μεταφορέα σκόνης και εισάγεται στο ακροφύσιο σκόνης με έναν επακριβώς καθορισμένο ρυθμό ροής. Το ενσωματωμένο σύστημα αισθητήρων διασφαλίζει την υψηλή ποιότητα της επίστρωσης υλικού ανά πάσα στιγμή.
