Wat is lasercladden?
Bekleding verwijst naar een proces waarbij twee ongelijke metalen aan elkaar worden gehecht. Lasercladden is zo'n cladproces dat wordt gebruikt voor het afzetten van materiaal op oppervlakken met behulp van lasers. Het proces begint door lasers te gebruiken om een poedervormig of bedraad basismateriaal te smelten om delen van een substraat te coaten of om te fabriceren additive manufacturing technologie.
Inhoud
- Wat is het proces van lasercladden?
- Wat zijn de toepassingen van lasercladding?
- Wat zijn de voordelen van lasercladden?
- Welk type lasers worden gebruikt bij lasercladden?
- Wat is geautomatiseerde lasercladden?
Wat is het proces van lasercladden?
Over het algemeen is het poeder dat wordt gebruikt voor lasercladden van metaalachtige aard. Dit poeder wordt in het bekledingssysteem geïnjecteerd door middel van laterale of coaxiale spuitmonden. De metaalpoederstoom werkt samen met de laserstraal, waardoor het poeder smelt en een smelt zwembad Dit gesmolten poeder wordt vervolgens op het substraat afgezet. Het substraat wordt vervolgens verplaatst om de metalen pool te laten stollen en een spoor van massief metaal te genereren. Het CAD-systeem (Computer-aided Design) wordt gebruikt voor het regelen van de beweging van het substraat dat vaste materialen implanteert in een reeks sporen. Het gewenste resultaat wordt uiteindelijk verkregen nadat het traject is afgelopen. Dit is de meest gebruikte bekledingstechniek bij lasers.
In bepaalde systemen mag het mondstuk of lasersysteem bewegen terwijl het substraat stationair blijft wanneer gestolde sporen worden geproduceerd.
Wat zijn de toepassingen van lasercladding?
Laserbekleding wordt gebruikt voor verschillende industriële doeleinden, zoals:
- Het wordt gebruikt voor het verbeteren van de mechanische eigenschappen van materialen gemaakt van metaal, keramiek of polymeer.
- Het wordt gebruikt om de corrosiebestendigheid te vergroten.
- Het wordt gebruikt voor het repareren van versleten onderdelen.
- Het wordt gebruikt voor het vervaardigen van metaalmatrixcomposieten.
- Het wordt gebruikt voor het maken van zelfsmerende oppervlakken.
Wat zijn de voordelen van lasercladden?
De voordelen van lasercladden zijn:
- Lasercladden is goed voor het bekleden van elke vorm en structuur.
- Het heeft een extreem hoge afkoelsnelheid die gunstig is voor het creëren van fijne microstructuren.
- Het uiteindelijke resultaat is vrij van scheurvorming en porositeit.
- Het maakt bekleding mogelijk in verschillende materialen (metaal, keramiek en zelfs polymeer).
- Deze methode is goed voor gesorteerde materiaaltoepassing.
- Het zorgt voor een lage verdunning tussen het substraat en de sporen en zorgt ook voor een sterke metallurgische verbinding.
- Het zorgt voor een lage vervorming van het substraat en heeft een kleine door warmte beïnvloede zone.
- Dit is een goed ontwikkelde methode voor fabricage in bijna netvorm.
- Voor reparatiedelen biedt deze techniek bijzondere voorzieningen.
- Het gaat om het gebruik van compacte technologie.
Wat voor soort lasers worden gebruikt bij lasercladden?
Lasercladden wordt over het algemeen uitgevoerd met kooldioxide of CO2 lasers of Nd: YAG-lasers. Tegenwoordig worden fiberlasers echter ook gebruikt voor laseroppervlaktebekleding.
Kooldioxide of CO2 lasers:
Koolstofdioxidelasers worden gebruikt voor het produceren van krachtige continue laserstralen van infrarood licht. De belangrijkste golflengtebanden van deze lasers variëren van 9.6 tot 10.6 micrometer. Deze lasers staan bekend om hun hoge energie-efficiëntie met een verhouding tussen uitgangsvermogen en pompvermogen tot wel 20%. De continue laserstralen met hoog vermogen die worden geleverd door kooldioxide of CO2 lasers zijn belangrijk voor verschillende industriële toepassingen, zoals het bekleden, hanteren en snijden van materialen zoals metaal of glas. Bepaalde koolstofdioxide-lasers met gemiddeld en laag vermogen worden ook gebruikt voor het graveren van metaal.
Nd: YAG-lasers:
Nd: YAG-lasers (neodymium-gedoteerd yttrium-aluminium-granaat) zijn een variant van solid-state lasers waarin Nd: YAG-kristallen worden gebruikt als lasermedium. De laserwerking in de Nd: YAG-laser (neodymium-gedoteerd yttrium-aluminium-granaat) wordt geleverd door het neodymium Nd (III) -ion en het laserproces is vergelijkbaar met dat van rode chroomionen die worden gebruikt in robijnlasers. Nd: YAG-lasers spelen een cruciale rol in verschillende productiedoeleinden, zoals etsen, metaalgraveren, lasercladden, polijsten van metalen oppervlakken, lassen en snijden van staal, legeringen of halfgeleiders.
Optische vezellasers:
Optische vezellasers werken volgens het principe van totale interne reflectie met optische vezels voor lichttransmissie. Deze lasers worden voornamelijk gebruikt voor het doorlaten van licht over een grote afstand zonder veel vermogensverlies. Dit controleert ook de thermische vervorming van de laserstraal. Het is bekend dat op optische vezels gebaseerde lasers een hoger uitgangsvermogen produceren dan andere lasertypes. De hoge oppervlakte-volumeverhouding van deze lasers genereert een continu uitgangsvermogen behorend bij het kilowattniveau met efficiënte koeling. De vervorming in het optische pad als gevolg van verschillende thermische problemen wordt verminderd door de golfgeleider van een optische vezel.
Wat is geautomatiseerde lasercladden?
In normale lasercladmachines moeten parameters zoals laserbrandpunt, laservermogen, poederinjectiesnelheid, substraatsnelheid, etc. handmatig door de technicus worden verstrekt. Het proces vereist ook constant toezicht. Om het bekledingsproces te vergemakkelijken, is daarom geautomatiseerde technologie ingebouwd. Deze geautomatiseerde machines hebben sensoren om het hele proces van bekleding te begeleiden en te bewaken. Deze sensoren bewaken de metallurgische eigenschappen van het substraat (zoals de stollingssnelheid), temperatuurinformatie en geometrie (zoals breedte en hoogte van afgezette baan).
Bezoek voor meer informatie over lasers en laserfysica https://techiescience.com/laser-physics/
Lees meer over Laser metalen afzetting, Laser boren, Laserreiniging, Laserkoeling, Laser etsen en Laser Microfoon.
Lees ook:
Hallo, ik ben Sanchari Chakraborty. Ik heb de master Elektronica gedaan.
Ik vind het altijd leuk om nieuwe uitvindingen op het gebied van elektronica te ontdekken.
Ik ben een leergierige leerling en investeer momenteel in het vakgebied Toegepaste Optica en Fotonica. Ik ben ook een actief lid van SPIE (International society for optics and photonics) en OSI (Optical Society of India). Mijn artikelen zijn bedoeld om kwalitatief hoogstaand wetenschappelijk onderzoek op een eenvoudige maar informatieve manier aan het licht te brengen. Wetenschap evolueert sinds mensenheugenis. Dus ik probeer mijn steentje bij te dragen aan de evolutie en deze aan de lezers te presenteren.
Laten we doorverbinden