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向陽生長的激光熔覆技術解析

工業運動控制 ? 來源:工業運動控制技術 ? 作者:工業運動控制技術 ? 2023-12-08 12:59 ? 次閱讀

在激光技術飛速發展的時代,大族光子憑借多年來在激光熔覆技術的高功率光源中的深耕,以及在增材制造熔覆行業的沉淀和積累,積極布局推出了熔覆專用的激光器及行業解決方案,為激光制造應用及科技進步貢獻力量。

01/激光熔覆技術介紹

激光熔覆技術又稱激光增材制造技術,以高能量激光為熱源,以自熔性合金粉末、陶瓷粉末和復合粉末等作用于金屬表面,形成熔池后快速冷卻,形成均勻、致密、厚度可控的冶金層。

形成自熔性熔覆粉末有Fe基、Ni基和Co基,粉末中含有脫氧和自熔作用的Si、B等元素,具有較好的工藝成形性。

陶瓷粉末有碳化物陶瓷粉末、氮化物陶瓷粉末、氧化物陶瓷粉末和硅化物陶瓷粉末,具有較好的耐磨、耐蝕、耐高溫和高溫抗氧化性能,常被用于制備高溫耐磨耐蝕涂層和熱障涂層。

復合粉末是指金屬材料與陶瓷材料混合或復合而成的合金粉末,它將金屬和陶瓷的性能有效結合起來。

這些熔覆材料吸收激光能量后迅速升溫熔化,在和外界環境的熱交換以及基體熱傳導的作用下快速降溫,產生“液-固相變”。隨著溫度的進一步下降,組織會發生“固-固相變”,這決定了材料的最終組織。由于激光熔覆快速熔化和快速凝固的特點,熔體的過冷度較大,在非平衡凝固條件下,可生成細晶組織、亞穩定相、非晶態合金等。整體結構強度得到顯著提高。

激光熔覆是一種“綠色”的激光加工方式,將引領制造業向高效、節能、環保、智能的方向發展。

02/應用領域十分廣泛

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我國《“十四五”工業綠色發展規劃》中明確提出,要圍繞實施工業領域碳達峰行動,構建綠色低碳技術體系、綠色制造支撐體系。激光熔覆發展的核心是針對傳統工藝的弊端,利用激光的優勢提供更有效率、更高性價比的解決方案。

近年來,隨著國產激光器的崛起,帶動了光源價格下滑,環保低碳政策越來越嚴格,激光熔覆設備性價比優勢凸顯,應用領域不斷拓展——激光熔覆技術可應用在航空航天、冶金、工程機械、汽車、船舶、3D增材制造等行業,具有非常廣泛的應用前景,如航空發動機鈦合金葉片的修復、船用螺旋槳的修復等。

03/熔覆類系列化產品規劃

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大族光子熔覆系列產品

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產品芯徑可定制

大族光子熔覆系列產品解決方案,以高性能激光器為核心光源,配套專用熔覆頭及其它光學組件,具備應用范圍廣、專業性強、修復性能高等特點,已在國內多家龍頭企業中得到上線應用。

大族光子熔覆專用激光器具有電光轉換效率高、光束質量好、體積緊湊、維護簡單等優勢,對激光熔覆加工的關鍵性能指標有著決定性作用:勻化光斑讓能量分布更加均勻,激光熔覆表層更加平滑;一體化的結構設計,抗高反能力強,激光熔覆效果好;激光穩定性高,可靠性強,可以顯著提高各種類型熔覆場景的工藝質量。滿足6000-20000W不同功率段,同時也可定制200-800μm輸出芯徑。

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熔覆系列三代6000-20000W產品規格

04/產品優勢

1、功率不穩定度≤±1%(8小時);

2、電光轉換效率最高可達45%;

3、光束平頂分布均勻,熔覆效果更佳;

4、可選配波形編輯功能、總線控制功能,滿足多重復合材料熔覆。

光斑平頂分布均勻,熔覆效果更佳

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光斑分布3D圖和2D圖

熔覆激光器可通過對輸出光斑能量分布進行整形,使中心和邊緣能量強度達到一致,可在加工時同時達到閾值,單次加工范圍廣,且擁有均勻的表面質量。

光束質量經過整形,熔覆效果更佳

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聚焦光斑演化圖

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光束質量測試圖

熔覆激光器可通過對輸出光束質量調整,光斑能量分布進行整形,使中心和邊緣能量強度達到一致,可在加工的同時達到閾值,單次加工范圍廣,且擁有均勻的表面質量。

可選配波形編輯功能、總線控制功能,滿足多重復合材料熔覆:

針對不同復合材料,可選配波形編輯功能,從而達到不同材料在最佳能量密度下進行加工,不僅降低了焊接蒸氣羽煙,還可以使相應效果更佳完美。

總線控制功能,滿足多重復合材料熔覆復雜控制,實現數字化轉型,助力熔覆應用產業智能化進階。

05/展望未來

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我國的激光制造占全球超過30%的市場,其發展之快也讓激光的應用更加廣泛。激光熔覆成長為像激光焊接一樣的普遍性應用的趨勢越來越顯著,我們有理由相信,在不遠的將來,激光熔覆必將成為激光應用的明日之星。

注:文章版權歸原作者所有,本文僅供交流學習之用,如涉及版權等問題,請您告知,我們將及時處理。

CRT激光焊接示教系統

CRT專業提供工業自動化運動控制技術及解決方案!

---(激光)焊接、拋光、切割、直坐標機器人(桁架機械手)、等特種數控設備運動控制系統,(步進電機伺服電機驅動器電源)。

審核編輯 黃宇

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