- ในการชุบแข็งด้วยเลเซอร์ พื้นผิวของชิ้นงานที่มีคาร์บอนซึ่งทำจากเหล็กกล้าหรือเหล็กหล่อจะถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิการหลอมเหลว ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 900 ถึง 1,400 องศาเซลเซียส ประมาณ 40% ของพลังงานที่ฉายจะถูกดูดซับ เนื่องจากอุณหภูมิสูง อะตอมของคาร์บอนในโครงตาข่ายโลหะจึงมีการเปลี่ยนตำแหน่งของตนเอง (การชุบแข็งที่เป็นเนื้อเดียวกันหรือ Austenitization)
- เมื่อถึงอุณหภูมิเป้าหมาย ลำแสงเลเซอร์จะเคลื่อนที่และทำให้พื้นผิวร้อนในทิศทางการป้อนอย่างต่อเนื่อง&
- ทันทีที่ลำแสงเลเซอร์เคลื่อนที่ไป วัสดุโดยรอบจะทำให้ชั้นที่ร้อนเย็นลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งเราเรียกขั้นตอนนี้ว่าการผลึกเย็นตัวด้วยตนเอง (Self Quenching) เนื่องจากการระบายความร้อนที่เป็นไปอย่างรวดเร็ว โครงตาข่ายโลหะจึงไม่สามารถกลับสู่รูปร่างเดิมได้ จึงเกิดเป็นโครงสร้างมาร์เทนไซต์ขึ้น จึงส่งผลให้โลหะมีความแข็งแรงมากขึ้นอย่างชัดเจน
- โดยทั่วไปแล้ว ความลึกของการชุบแข็งพื้นผิวจะอยู่ที่ 0.1 ถึง 1.5 มม. โดยวัสดุบางชนิดอาจลึกถึง 2.5 มม. หรือลึกกว่านี้
การเสริมความแข็งแรงด้วยเลเซอร์
การชุบแข็งด้วยเลเซอร์นั้นทำเพื่อเก็บรายละเอียดของชิ้นส่วนที่มีความเค้นสูงและซับซ้อนให้ละเอียด เนื่องจากความร้อนเข้าสู่ชิ้นงานอย่างมีเป้าหมายและถูกจำกัดอยู่ในพื้นที่ ชื้นส่วนจึงแทบไม่บิดเบี้ยวเลยในระหว่างการทำงาน นอกจากนี้ คุณยังสามารถทำงานอื่นๆ ที่ไม่สามารถทำได้ด้วยวิธีการชุบแข็งแบบเดิม เช่น การชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำหรือการชุบแข็งด้วยเปลวไฟด้วยกระบวนการเลเซอร์แบบไร้การสัมผัสได้อีกด้วย เนื่องจากกระบวนการทำงานนี้จะสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ ถึงแม้ว่าชิ้นส่วนจะมีรูปทรงที่ซับซ้อนและละเอียดอ่อนก็สามารถชุบแข็งได้ ผลลัพธ์ที่ตามมาก็คือพื้นผิวที่สามารถรับแรงกดได้สูงทั้งทางกลไกและทางเคมี ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากในการผลิตเครื่องมือ อุตสาหกรรมยานยนต์ และเทคโนโลยีการเกษตร
ข้อได้เปรียบของการชุบแข็งด้วยเลเซอร์คืออะไรบ้าง
ความร้อนที่เข้าสู่ชิ้นงานเพียงเล็กน้อยส่งผลให้ไม่มีค่าใช้จ่ายสำหรับการทำงานภายหลังเพิ่มเติมหรือลดน้อยลง
เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการอื่น เลเซอร์ก็สามารถชุบแข็งได้อย่างแม่นยำ แม้จะเป็นพื้นผิวที่จำกัดการใช้งานก็ตาม
แม้ว่าระหว่างกระบวนการชุบแข็งแบบเดิมจะเกิดการบิดงอขึ้น เนื่องจากพลังงานที่เข้าสู่ชิ้นงานอยู่ในระดับสูงและการผลึกเย็นตัวที่ตามมา แต่สำหรับการชุบแข็งด้วยเลเซอร์แล้ว ชิ้นส่วนจะยังคงอยู่ในสภาพเดิม
ความร้อนที่เข้าสู้ชิ้นงานสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ เนื่องจากเทคโนโลยีเลเซอร์และการควบคุมอุณหภูมิ
เนื่องจากการทำงานแบบไร้การสัมผัสและไม่มีการบิดงอ&เลเซอร์จึงมีเวลาเฉลี่ยในการทำงานเพิ่มขึ้น&รวมถึงมีการเตรียมการและงานภายหลังน้อยลง
เทคโนโลยีเครื่องสแกนของ TRUMPF ช่วยให้รูปทรงที่ชุบแข็งบนชิ้นส่วนสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่าง&"รวดเร็ว"&ซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องทำการแปลงออปติกส์/ทั้งระบบ
การชุบแข็งด้วยเลเซอร์ทำงานอย่างไร
อายุการใช้งานของเพลาลูกเบี้ยวจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อมีการชุบแข็งด้วยเลเซอร์ เนื่องจากมีระยะชัดลึกขนาดใหญ่ คุณจึงสามารถทำงานกับชั้นต่างๆ ได้พร้อมกัน
เครื่องพับที่ได้รับการชุบแข็งพื้นผิวสามารถทนต่อแรงเค้นเป็นระยะเวลานานได้ เนื่องจากความร้อนจะเข้าสู่ชิ้นงานอย่างมีเป้าหมาย ดังนั้นเฉพาะบริเวณที่เกิดแรงเค้นและสึกหรอเท่านั้นที่จะแข็งตัว