Наваряване (Laser Metal Deposition)

Най-многостранният метод: ремонтиране, нанасяне на покритие, свързване и Additive Manufacturing – в един процес.

High-speed Laserauftragschweißen (HS-LMD)

Високоскоростно наваряване – още по-бързо

Нанасяне на покрития върху повърхности за кратко време – изключително тънки и ефективни при много високо качество.

Наваряване – един метод за различни приложения

Наваряването е адитивен производствен метод за метали и метало-керамични смеси. С него могат да се произвеждат или модифицират 3D геометрии. С този производствен метод лазерът може също да ремонтира или да нанася покритие. Така Additive Manufacturing се използва в авиацията и астронавтиката за ремонт на лопатки на турбини. В производството на инструменти и форми се ремонтират или дори локално се наваряват с твърда сплав отчупени или износени ръбове и формообразуващи функционални повърхности. В енергетиката или в нефтохимията, с цел защита от износване и корозия, се нанасят покрития на лагери, валци или хидравлични компоненти. Additive Manufacturing се използва и в автомобилостроенето. Тук се нанасят висококачествени покрития на голям брой компоненти.

Клиентите на TRUMPF се възползват от широкото портфолио от лазери и лазерни системи. Ние разполагаме с дългогодишно ноу-хау за процесите и обслужването за много приложения в лазерната техника. Така Additive Manufacturing може да се комбинира също с лазерно заваряване или лазерно рязане.

Международното наименование за наваряването обикновено е „Laser Metal Deposition“, съкратено – LMD. Среща се и като „Direct Metal Deposition“ (DMD), „Direct Energy Deposition“ (DED) или „Laser Cladding“

Кои са предимствата на наваряването?

Високи дебити на изграждане

С наваряването се създават едри и много фини структури. При това се постигат високи дебити на изграждане в сравнение с други методи на Additive Manufacturing.

Широка гама от материали

В процеса едновременно могат могат да се транспортират и подават множество прахове. Благодарение на това е възможно да се разработват собствени сплави или да се редуват различни материали. По този начин възникват структури тип „сандвич“.

Гъвкавост

Лесно могат да се нанасят структури върху 3D детайли и неравни повърхности. Възможна е и лесна промяна по геометрията.

Лесна смяна на материала

Лазерното наваряване позволява лесно да се сменя между различни материали в един работен процес.

Утвърдени методи

Наваряването се използва за ремонт на инструменти или компоненти, напр. в авиацията и астронавтиката. Прилага се също за нанасяне на тънки слоеве за защита от корозия и износване.

Иновативни

Благодарение на технологичен трик могат да бъдат достигнати максимални скорости от няколкостотин метра в минута: високоскоростното наваряване използва например своите предимства при нанасянето на покритие на спирачни дискове.

Как се различават източниците на лъча за различни приложения на наваряването?

Лазерно наваряване (LMD)

Конвенционалното наваряване се използва за гъвкавото нанасяне на покритие, ремонта и адитивната промяна на 3D детайли. Тъй като за този метод не се изисква производствена камера, с него могат да се обработват и много големи детайли. Нанесените слоеве са пирометалургично свързани със субстрата, така че може да се постигне висока здравина – често сравнима със стандартното качество.

Високоскоростно наваряване (HS-LMD)

Високоскоростното наваряване се базира на разработения от Fraunhofer ILT метод EHLA (EHLA = изключително високоскоростното наваряване). То е подходящо за нанасянето на покритие на голяма площ на ротационно симетрични детайли с тънки слоеве. Както при конвенционалното наваряване, нанесените слоеве са пирометалургично заварени със субстрата. Благодарение на много високите скорости на процеса и съпътстващото ги бързо охлаждане, се постига по-висока здравина. С него могат да се обработват и материали, които се считат за трудни за заваряване (напр. отливки).

Наваряване посредством зелено лазерно лъчение

Наваряване посредством зелено лазерно лъчение е особено ефективно за високоотразяващи материали като чиста мед, медни сплави, бронзови, алуминиеви сплави или сплави на благородни метали. Зелената дължина на вълната има значително по-висока абсорбция в сравнение с инфрачервения диапазон на дължини на вълната; за чиста мед и медни сплави може да се постигне многократно по-висока абсорбция. В сравнение с инфрачервената дължина на вълната Additive Manufacturing позволява при обработката на медни сплави по-високи плътности и по-близка до окончателния контур структура при значително по-ниска мощност на лазера.

Как функционират наваряването и високоскоростното наваряване?

Лазерно наваряване (LMD)

При конвенционалното наваряване лазерен лъч загрява детайла локално и създава върху него вана от стопилка. Тогава от дюза в обработващата оптика се пръска фин метален прах директно във ваната от стопилка. Там той се стопява и се свързва с основния материал. Отзад остава слой с дебелина от около 0,2 до 1 милиметър. По този начин се получават заварени един с друг гъсеничнообразни шевове, които надграждат структурите на съществуващите основни тела или генерират цели детайли. При нужда могат да се изградят много слоеве един над друг. Чрез наваряване могат да се постигнат високи скорости на изграждане или обемни скорости върху 3D повърхности от много cm³/min, при скорости на подаване от 500 mm/min до повече метри/минута. За да се нанесат линии, повърхности и форми, обработващата оптика се движи – с автоматично управление – над заготовката. Интелигентна сензорна система се грижи дебелината на слоя да е равномерна навсякъде.

Високоскоростно наваряване (HS-LMD)

При високоскоростното наваряване частиците на металния прах се нагряват още над повърхността на субстрата почти до температурата на топене. Благодарение на това е нужно по-малко време за стапянето на частиците метален прах. Резултатът: значително повишени скорости на процеса. Поради ниското въвеждане на топлина, високоскоростното наваряване позволява и нанасяне на покритие на много термочувствителни материали, като алуминиеви или чугунени сплави. Чрез метода на високоскоростното наваряване могат да бъдат постигнати високи скорости на нанасяне на покритие върху ротационно симетрични повърхности до 1500 cm²/min. При това се получават скорости на подаване от няколко метра в минута.

Научете кое впечатлява нашите клиенти

Понякога реализираме идеи за приложения и с наши собствени средства. Може да отнеме повече време, докато настъпи успехът, затова човек трябва да може да се запаси с търпение.

Кристоф Хаук

Управителен съвет Технология и продажби в акционерно дружество toolcraft

към историята на успеха

За какво е подходящо наваряването?

TRUMPF application powertrain brake disk

Покриване

Повишете стойността на Вашите детайли – със защитен слой срещу корозия или износване. Чрез прахово наваряване възникват нанесени покрития, които закаляват Вашите детайли и ги правят устойчиви на солена вода, химикали или атмосферни условия. За разлика от традиционните методи, като например Термичното пръскане детайлът се излага при него на ниски топлинни натоварвания, така че – ако въобще се случи – се стига до много малки изкривявания. С наваряването са възможни най-разнообразни смеси от материали и структури на слоевете. Спестете например производствени разходи, като използвате изгодни материали за детайла и след това нанесете висококачествено покритие.

Наваряване за създаване на частично усилване

Адитивно производство

Наваряването създава широка свобода на дизайна при индивидуалното производство на детайли, най-вече в сравнение с обикновени пресоващи форми. Чрез наваряването с допълнителен материал могат да се създават изцяло нови структури или да се променят формата и повърхностната структура на съществуващи детайли. Дори детайли с голям формат, които не се събират в строителния обем на 3D принтер, могат да се генерират изцяло по този начин.

Ремонт

Търсите по-голяма добавено стойност? Ремонтирайте скъпи детайли или инструменти лесно и бързо чрез прахово наваряване. Малки и по-големи увреждания могат да се отстраняват бързо и почти безследно. Възможни са и промени в дизайна. Така спестявате време, енергия и материал. Това си струва преди всичко при скъпи метали, като никел или титан. Типични примери за приложение са лопатки на турбини, бутала, клапани, валове или инструменти от всякакъв вид.

Съединяване посредством наваряване за запълване на големи заваръчни фуги, които не могат да бъдат заварени с обикновен лазер.

Вмъкване

Наваряването е подходящо също като метод на свързване, напр. за покриване на процепи от няколко милиметра. Така се получават хомогенни, плътни шевове – изцяло без допълнителна обработка. Коаксиалното подаване на метален прах прави метода на заваряване 3D и независещ от посоката, а Вас - гъвкави в производствената верига. Чрез наваряване свързвате и различни материали, например стомана и алуминиева сплав Така могат да се заваряват и батерии за електродвигатели.

Наваряването и високоскоростното наваряване в действие

Кои продукти са подходящи за наваряването?

TruLaser Cell 3000

С компактните и високопрецизни 5-осни машини за лазерна обработка оставате гъвкави: заварявате 2D и 3D, режете и наварявате чрез бърза смяна на процесния адаптер.

Към продукта

TruLaser Cell 7040

Перфектно оборудвани – независимо дали искате да обработвате 2D или 3D детайли, или тръби. Можете да превключвате гъвкаво между рязане, заваряване или наваряване.

Към продукта

DepositionLine

Усвоете нови пазари. Нанасяне на покритие, ремонт или Additive Manufacturing – получавате индивидуално решение от източник на лъча, транспортьор за метален прах, оптики и дюзи.

Към продукта

Вероятно се интересувате и от следните теми

Наваряване на спирачни дискове съгласно стандарт Euro 7

Научете защо високоскоростното наваряване е оптималният избор за производството на спирачни дискове, съответстващи на Euro 7 и може да стане нов стандарт при производството на спирачни дискове.