Коришћење ласера као „оловке“ и металног праха као „мастила“
Технологија ласерске прераде је напредна технологија поправке са ласерском облогом у њеној сржи. Интегрише ласерску обраду, науку о материјалима и дигиталне технологије. Не само да може да поврати геометријске димензије оштећених компоненти, већ и да омогући да њихове перформансе удовоље или чак надмаше перформансе нових производа. Ову технологију карактерише висок квалитет, ефикасност, уштеда енергије, очување материјала и заштита животне средине, што је чини кључном снагом која покреће зелени индустријски развој. Са стратегијом „Маде ин Цхина 2025“ која истиче зелену производњу као кључни пројекат, ласерска обнова добила је снажну подршку политике. Процењује се да се очекује да ће обим кинеске индустрије за прераду ласера до 2025. достићи 10 милијарди јуана, што указује на огроман тржишни потенцијал и активно преобликовање екосистема кружног коришћења прерађивачке индустрије.
Технички принципи и компаративне предности
Техничка основа ласерске прераде је ласерско облагање, које формира металуршки спојени слој на површини супстрата коришћењем ласерског зрака високе{0}}е енергије за топљење материјала за облагање. Ова технологија нуди значајне предности у односу на традиционалне методе поправке: мала зона{2}}захваћена топлотом која минимизира деформацију радног предмета; ниска стопа разблажења слоја облоге са прецизном контролом; густа микроструктура слоја облоге са мало микроскопских дефеката; и висока металуршка чврстоћа везивања са подлогом. Материјали који се обично користе у ласерској преради укључују прахове легура на бази Цо-Цр, Ни-Цр и Фе-Цр, а керамички материјали могу да се додају да би се формирале металне{7}}керамичке превлаке. У поређењу са традиционалним технологијама као што је термичко прскање, слој-поправљен ласером формира металуршку везу са подлогом, што резултира уједначеном и фином унутрашњом структуром која елиминише дефекте као што су поре, пукотине и инклузије шљаке, док су термички распршени премази механички везани и садрже бројне поре.
Историја развоја и проширење апликација
Технологија ласерске прераде настала је 1970-их. Године 1974. амерички истраживач Гнанамутху први је постигао ласерско облагање на металној подлози. Године 1981, британска компанија Роллс-Роице применила је технологију ласерског облагања за поправку лопатица аеро{6}}мотора, означивши њен улазак у фазу индустријске примене. Од реформе и отварања, увођење стране врхунске-опреме и потребе за поправком великих инжењерских пројеката пружили су могућности за развој технологије ласерске прераде у Кини. Последњих година, опсег примене технологије ласерске прераде у Кини се проширио са ваздухопловства и одбране на преко десет индустрија, укључујући рударске машине, енергетску енергију и металуршку опрему. Скоро 300 предузећа за прераду ласера је основано у Кини, формирајући заједнички развојни образац који укључује универзитете, истраживачке институте и индустријска предузећа, промовишући скоковити развој ове технологије од истраживачког фокуса до индустријске примене.
Кључни технолошки пробој и иновације
Опрема за прераду ласера је прошла технолошку еволуцију од ЦО2 ласера до ласера са влакнима и полупроводничких ласера. Нова ласерска опрема нуди већу флексибилност и карактеристике краће таласне дужине, обећавајући шире изгледе за примену. Ласерска обнова уз помоћ-поља{4}}постаје важно средство за-репроизводњу високог квалитета. Увођењем спољашњих енергетских поља као што су електромагнетна поља, поља индукционог грејања и ултразвучне вибрације, може ефикасно да регулише проток растопљеног базена, потисне поре и контролише микроструктуру. Да би испунили-потребе за поновну производњу на локацији, истраживачи су превазишли технологију ласерског облагања под пуним углом, постижући ласерску поправку под различитим угловима нагиба. Међутим, ласерска обнова се и даље суочава са изазовима као што су ограничена разноликост наменских материјала и ослањање на увоз основне опреме и компоненти, што ограничава даљи индустријски развој.
Примене у индустрији и економске користи
У индустрији рударских машина, технологија ласерске прераде се користи за поправку кључних компоненти као што су главна осовина дробилице и хидраулички потпорни стубови. Век трајања поправљеног главног вратила може се повећати за 2-3 пута. У индустрији челика, технологија се примењује за поправку ваљака. Перформансе поправљених ваљака су неколико пута побољшане у поређењу са традиционалним процесима, уз само једну трећину цене новог ваљка. У петрохемијској и енергетској индустрији, ласерска обнова се користи за поправку кључне опреме као што су гасне турбине и парне турбине, што кошта мање од 10% нове опреме. Према статистикама, годишњи обим расходованих хидрауличних потпорних стубова у Кини је око 450.000 тона. Коришћењем ласерске технологије за прераду облога могло би се уштедети 190.000 тона стандардног угља годишње и значајно смањити загађење атмосфере. Ова технологија може уштедети 40% у трошковима, 60% у енергији, 70% у материјалима и смањити емисије за 80%, нудећи значајне економске и еколошке предности.
Компоненте ласерске опреме
Фибер Ласер Мацхине
Глава за ласерско облагање
Повдер Феедер
Глава за ласерско очвршћавање
Изазови и будући трендови
Развој технологије ласерске поновне производње суочава се са четири главна изазова: ограниченим избором наменских материјала и недостатком материјала за поправку високих{0}}учинака; ослањање на увоз основне опреме и компоненти; недовољно признање индустрије; и некомплетан стандардни систем. У будућности, технологија ће се развијати у правцу интелигенције и аутоматизације. Вештачка интелигенција и машинско учење ће се користити за оптимизацију производних параметара и постизање-контроле квалитета у реалном времену. -Репроизводња на лицу места је још један важан тренд, са ласерском опремом која се развија ка минијатуризацији и интеграцији. До 2035., развојни циљ кинеске индустрије за прераду ласера је сазревање интелигентне технологије и индустријски обим који достиже 50 милијарди јуана. Дугорочно, ласерска обнова ће подржати дистрибуиране системе услуга, постићи широку примену у производњи врхунске{10}}опреме и обезбедити основну техничку подршку за циркуларну економију.