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超高速激光熔覆的發(fā)展前景
發(fā)布時間：
2023-01-11 12:37
高速激光熔覆：通過改變激光與粉末的作用過程，在熔池之上將粉末融熔或半融熔，將融熔或半融熔狀態(tài)的液體流送入熔池內(nèi)，從而實現(xiàn)熔覆效率和表面質(zhì)量的提升，形成冶金結(jié)合的表面涂層。熔覆完的涂層表面可進行快速激光掃描，再次提高表面質(zhì)量。
激光熔覆技術(shù)解決了傳統(tǒng)電焊、氬弧焊等熱加工過程中不可避免的熱變形、熱疲勞損傷等一系列技術(shù)難題。激光熔覆技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，應(yīng)用十分廣泛，特別是在工業(yè)應(yīng)用中，如在航空航天、石油、船舶、工程機械與核電等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。
激光熔覆踐行綠色制造
激光熔覆技術(shù)是綠色再制造技術(shù)的重要支撐技術(shù)之一，符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的高新技術(shù)。我國科學(xué)工作者在基礎(chǔ)理論研究方面處在國際先進水平，為激光熔覆技術(shù)的發(fā)展做出了巨大的貢獻。但另一方面，激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用水平和規(guī)模還不能適應(yīng)市場的需求。需要解決工程應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)，研究開發(fā)專用的合金粉末體系，開發(fā)專用的粉末輸送裝置與技術(shù)，系統(tǒng)研究無損傷修復(fù)的工藝方法，建立質(zhì)量保證和評價體系，加大力度，培養(yǎng)工程應(yīng)用方面的人才，相信在制造業(yè)市場競爭日趨激烈的今天，激光熔覆技術(shù)大有可為。
在過去很長一段時間，激光再制造在全球激光學(xué)術(shù)界都受到很大關(guān)注，歐洲、美國、日本、俄羅斯等國家都有深入研究，并廣泛用于航空航天、國防軍工，以及民用產(chǎn)品上。
中國激光熔覆概況
激光再制造的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用在我國推廣應(yīng)用已有20多年。掌握激光熔覆技術(shù)的企業(yè)已經(jīng)遍布山東、遼寧、江蘇、湖北、廣東、陜西、河北、河南等多個省市。由于激光再制造普遍用于石化、冶金、電力、鐵路、機械、汽車、航空、船舶等重工業(yè)，因此目前主要應(yīng)用是以長江以北地區(qū)較多，市場份額也是北方占據(jù)較多。
較早的應(yīng)用可能是從中科院金屬所、清華大學(xué)、江蘇大學(xué)等科研單位承接社會產(chǎn)業(yè)需求，定制化地給解決方案。后來，一批企業(yè)陸續(xù)進入激光再制造，提供激光熔覆、激光表面硬化、激光淬火、激光沖擊噴丸等工藝，為許多礦山機械、工程機械、石化等帶來了極大的便利。
目前我國從事激光再制造的民用企業(yè)大約40-50家，規(guī)模大的已經(jīng)數(shù)億元，而小的則在千萬元以下。全年我國激光再制造的產(chǎn)值超過25億元，服務(wù)修復(fù)各個產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)品價值數(shù)百億元，為我國減少了許多重要行業(yè)的損失。在軍工方面的裝甲軍備、艦船等也有很多應(yīng)用，目前難以統(tǒng)計。
超高速激光熔覆帶來行業(yè)顛覆
在激光切割、打標(biāo)、焊接發(fā)展如火如荼，激光熔覆前景很好，但現(xiàn)實發(fā)展規(guī)模還很小。
一個方面原因，是加工效率低。傳統(tǒng)熔覆過程中熔覆線速度一般為600-1000mm/min，熔覆效率一般為0.15㎡/h。近年新出現(xiàn)的高速熔覆線速度可達(dá)20-150m/min,熔覆效率可達(dá)0.5-2㎡/h，整體加工效率為常規(guī)熔覆的3-5倍。
另一個原因是，激光熔覆以個性化單件加工為主，難以批量化。激光再制造或者說激光修復(fù)目前承接都是修理金屬部件的作用，而這些金屬部件磨損部位不同，常常都是要求單個加工，而且形狀各異，對三維修復(fù)、夾具固定的設(shè)計要求也高。這一點上，二維激光鋼板切割基本上一套設(shè)計通用。所以激光切割很容易實現(xiàn)批量化工作，而激光再制造很難批量化。
在2017年德國弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所（Fraunhofer ILT）和亞琛工業(yè)大學(xué) （RWTH-Aachen）的研究者開發(fā)出一種超高速激光熔覆技術(shù)，德文稱之為 EHLA。這是全球最早推出的超高速熔覆技術(shù)。
超高速激光熔覆技術(shù)的發(fā)明是增材技術(shù)發(fā)展歷程中的革命性的一步，它解決了制約傳統(tǒng)熔覆技術(shù)大規(guī)模推廣的最大瓶頸-效率，從而也帶來了成本的大幅度降低，未來將會極大刺激金屬3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，具有里程碑的意義！
超高速激光熔覆技術(shù)極大地提升了加工效率，突破了原來傳統(tǒng)熔覆的技術(shù)瓶頸，有利于激光熔覆未來在我國開拓更多的應(yīng)用。
敬業(yè)集團子公司敬業(yè)增材建立從增材制造原材料（金屬粉末）生產(chǎn)，到激光熔覆修復(fù)、3D打印產(chǎn)品、粉末工模具鋼生產(chǎn)多條智能制造生產(chǎn)線，是一家集專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售高端氣霧化金屬粉末、激光再制造、3D打印服務(wù)于一體的全流程增材制造公司，歡迎大家前來洽談！
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