Hàn tích tụ kim loại bằng laser (Laser Metal Deposition)
Phương pháp linh hoạt nhất: Sửa chữa, sơn phủ, nối và sản xuất bồi đắp – trong một quy trình.
Hàn tích tụ kim loại bằng laser tốc độ cao – còn nhanh hơn
Phủ bề mặt nhanh chóng – cực kỳ mỏng và hiệu quả với chất lượng rất cao.
Hàn tích tụ kim loại bằng laser – ph.pháp cho các ứng dụng khác nhau
Hàn tích tụ kim loại bằng laser là một phương pháp chế tạo bồi đắp cho kim loại và hỗn hợp gốm-kim loại. Nhờ đó mà có thể tạo hoặc sửa đổi các hình học 3D. Laser cũng có thể sửa chữa hoặc phủ bằng phương pháp chế tạo này. Ví dụ, trong ngành hàng không vũ trụ, sản xuất bồi đắp được sử dụng để sửa chữa các cánh tuabin. Trong chế tạo dụng cụ và khuôn, các cạnh bị hỏng hoặc mòn và các bề mặt chức năng định hình được sửa chữa hoặc thậm chí bọc thép cục bộ. Để chống mài mòn và ăn mòn, các điểm chịu lực, con lăn hoặc các bộ phận thủy lực được phủ bằng công nghệ năng lượng hoặc hóa dầu. Sản xuất bồi đắp cũng được sử dụng trong chế tạo ô tô. Số lượng lớn các thành phần được tinh chỉnh tại đây.
Khách hàng của được hưởng lợi từ danh mục nguồn laser đa dạng và hệ thống laser của Trumpf. Chúng tôi có bí quyết xử lý nhiều năm và các dịch vụ cho nhiều ứng dụng trong công nghệ laser. Sản xuất bồi đắp cũng có thể được kết hợp với hàn laser hoặc cắt bằng laser.
Tên gọi quốc tế phổ biến của hàn tích tụ kim loại bằng laser là „Laser Metal Deposition“, viết tắt LMD. Ngoài ra còn được gọi là „Direct Metal Deposition“ (DMD), „Direct Energy Deposition“ (DED) hoặc "Laser Cladding"
Ưu điểm của hàn tích tụ kim loại bằng laser là gì?
Tốc độ đắp cao
Quy trình hàn tịch tụ kim loại bằng laser tạo ra các kết cấu rất mịn và thô. Khi đó có thể đạt được tốc độ đắp cao so với các phương pháp khác của sản xuất bồi đắp.
Vật liệu đa dạng
Trong quá trình này, một số loại bột có thể được vận chuyển và cung cấp cùng một lúc. Nhờ đó bạn có thể phát triển các hợp kim riêng hoặc chuyển đổi giữa các vật liệu. Bằng cách này, cấu trúc sandwich được hình thành.
Linh hoạt
Các cấu trúc có thể dễ dàng áp dụng cho các bộ phận 3D và các bề mặt không bằng phẳng. Việc thay đổi hình học cũng có thể dễ dàng.
Thay đổi vật liệu dễ dàng
Laser Metal Deposition cho phép thay đổi dễ dàng các vật liệu khác nhau trong một quá trình gia công.
Phương pháp được thiết lập
Hàn tích tụ kim loại bằng laser được sử dụng để sửa chữa các dụng cụ hoặc linh kiện, ví dụ như trong ngành hàng không vũ trụ. Nó cũng được sử dụng để thoa các lớp bảo vệ chống ăn mòn và mài mòn mỏng.
Đổi mới
Nhờ một thủ thuật công nghệ, có thể đạt được tốc độ tối đa vài trăm mét/phút: ví dụ như hàn tích tụ kim loại tốc độ cao cho thấy điểm mạnh của nó khi phủ đĩa phanh.
Các nguồn tia khác nhau như thế nào trong các ứng dụng LMD khác nhau?
Hàn đắp kim loại bằng laser (LMD)
Hàn tích tụ kim loại bằng laser thông thường được sử dụng để phủ linh hoạt, Sửa chữa và sửa đổi bồi đắp các bộ phận 3D. Vì không yêu cầu buồng xử lý cho phương pháp này, do đó cũng có thể gia công các bộ phận rất lớn . Các lớp đã phủ được liên kết với chất nền bằng cách luyện kim nóng chảy, nhờ đó có thể đạt độ cứng cao – so với các loại tiêu chuẩn.
Hàn tích tụ kim loại bằng laser tốc độ cao (HS-LMD)
Hàn tích tụ kim loại bằng laser tốc độ cao dựa trên phương pháp EHLA được phát triển bởi Fraunhofer ILT (EHLA= Hàn tích tụ kim loại bằng laser tốc độ cực cao). Nó phù hợp cho phủ bề mặt rộng cho các bộ phận đối xứng xoay với lớp phủ mỏng. Như khi hàn tích tụ kim loại thông thường các lớp đã phủ được hàn với chất nền bằng luyện kim nóng chảy. Do tốc độ xử lý rất cao và làm mát nhanh mà có thể đạt được độ bền cao hơn. Nhờ đó, cũng có thể gia công vật liệu được coi là khó hàn (ví dụ gang).
Hàn đắp kim loại bằng laser bằng bức xạ laser xanh lá
Hàn tích tụ kim loại bằng laser với bức xạ laser xanh lá đặc biệt hiệu quả đối với vật liệu phản xạ caochẳng hạn như đồng nguyên chất, hợp kim đồng, đồng, hợp kim nhôm hoặc hợp kim kim loại quý. So với dải bước sóng hồng ngoại, bước sóng xanh lá có độ hấp thụ cao hơn đáng kể; có thể đạt được độ hấp thụ cao hơn nhiều đối với đồng nguyên chất và hợp kim đồng. So với bước sóng hồng ngoại, sản xuất bồi đắp với bước sóng xanh lá khi gia công hợp kim đồng cho mật độ cao hơn và cấu trúc gần giống với sản phẩm cuối với công suất laser nhỏ hơn.
Hàn tích tụ kim loại bằng laser và hàn tích tụ kim loại bằng laser tốc độ cao hoạt động như thế nào?
Hàn đắp kim loại bằng laser (LMD)
Khi hàn tích tụ kim loại bằng laser thông thường, tia laser làm nóng cấu kiện tại chỗ và tạo ra một vùng nóng chảy. Bằng một vòi phun trong ống kính gia công, sau đó bột kim loại mịn được phun trực tiếp vào vùng nóng chảy đó. Tại đó, bột này tan ra và liên kết với vật liệu gốc. Một lớp dày khoảng 0,2 đến 1 mm vẫn còn sót lại. Bằng cách này, các hạt kim loại hàn dính với nhau tạo nên một kết cấu hoàn toàn mới hoặc trên một chi tiết có sẵn. Nếu cần thiết, nhiều lớp có thể được tạo chồng lên nhau. Bằng hàn tích tụ kim loại, có thể tạo tốc độ tích tụ hoặc thể tích cao lên bề mặt 3D nhiều cm³/min, khi đó tốc độ dẫn tiến từ 500 mm/min đến nhiều mét/phút. Để phủ các đường, vùng và hình dạng, đầu hàn quang học - được điều khiển tự động - sẽ chuyển động trên chi tiết cần hàn. Cảm biến thông minh sẽ đảm bảo độ dày đều của lớp phủ trên cả vùng.
Hàn tích tụ kim loại bằng laser tốc độ cao (HS-LMD)
Với hàn tích tụ kim loại bằng laser tốc độ cao, các hạt bột đã được làm nóng đến nhiệt độ gần như nóng chảy trên bề mặt chất nền. Do đó, cần ít thời gian hơn để làm tan các hạt bột. Kết quả: Tốc độ quá trình tăng lênđáng kể. Nhờ nhiệt lượng đầu vào thấp hơn, hàn tích tụ kim loại bằng laser tốc độ cao cũng cho phép phủ các vật liệu cực nhạy nhiệt như hợp kim nhôm hoặc gang. Nhờ phương pháp HS-LMD mà có thể tạo tốc độ phủ caotrên bề mặt đối xứng xoay đến 1500 cm²/min. Khi đó, có thể đạt tốc độ dẫn tiến vài trăm mét/phút.
Hãy tìm hiểu điều gì thu hút khách hàng của chúng tôi
Đôi khi chúng tôi thực hiện các ý tưởng ứng dụng với chi phí riêng. Có thể mất một khoảng thời gian trước khi thành công đến, bạn phải nỗ lực theo cách của mình.
Christoph Hauck
Giám đốc phụ trách công nghệ và kinh doanh tại toolcraft AG
Hàn tích tụ kim loại bằng laser phù hợp với ứng dụng gì?
Phủ lớp
Đánh giá các bộ phận của bạn – với lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn hoặc mòn. Do hàn tích tụ kim loại bằng bột-laser mà có các lớp phủ hóa cứng các bộ phận của bạn và giúp chúng có khả năng chống nước muối, hóa chất và thời tiết. Trái ngược với các phương pháp thông thường như phun nhiệt, phôi chỉ tiếp xúc với tải nhiệt thấp, do đó – nếu có thể – chỉ có rất ít biến dạng. Với LMD, các hỗn hợp vật liệu và cấu trúc lớp có thể khác biệt tối đa. Ví dụ, tiết kiệm chi phí sản xuất bằng cách sử dụng các vật liệu rẻ tiền cho bộ phận và sau đó phủ một lớp chất lượng cao.
Công nghệ sản xuất bồi đắp
Quy trình hàn đắp kim loại bằng laser mở ra sự tự do lớn trong thiết kế khi sản xuất các cấu kiện, đặc biệt khi với các loại khuôn dập. Bằng hàn tích tụ kim loại với vật liệu bổ sung, có thể tạo ra các chi tiết hoàn toàn mới hoặc thay đôi hình dạng và cấu trúc bề mặt của các chi tiết sẵn có. Ngay cả những cấu kiện kích thước lớn, không vừa vào buồng xử lý của máy in 3D, vẫn có thể được hoàn thiện bằng quy trình này.
Sửa chữa
Bạn có muốn nhiều giá trị gia tăng hơn không? Sửa chữa các bộ phận hoặc dụng cụ đắt tiền một cách nhanh chóng và dễ dàng với hàn tích tụ kim loại bằng Laser-bột. Các hư hỏng nhỏ và lớn có thể được sửa chữa nhanh chóng và hầu như không để lại dấu vết. Cũng có thể thay đổi thiết kế. Điều này giúp bạn tiết kiệm thời gian, năng lượng và vật liệu. Điều này đặc biệt đáng thực hiện với các kim loại đắt tiền như niken hoặc titan. Các ứng dụng điển hình như sind cánh tuabin, pít-tông, van, trục hoặc dụng cụ các loại.
Ghép nối
Hàn tích tụ kim loại bằng laser cũng thích hợp dưới dạng kỹ thuật ghép nối - ví dụ như để nối các khe hở vài mm. Nhờ đó có được các mối hàn kít, đồng nhất – mà không cần hậu gia công. Quy trình cấp bột đồng trục làm cho phương pháp hàn này ở dạng ba chiều và không phụ thuộc vào hướng – và bạn có thể linh hoạt trong chuỗi sản xuất. Với hàn tích tụ kim loại bằng laser bạn cũng có thể kết nối các vật liệu khác nhau, ví dụ thép và nhôm đúc. Ví dụ, có thể hàn pin cho động cơ điện.
Hàn tích tụ kim loại bằng laser và hàn tích tụ kim loại bằng laser tốc độ cao trong hoạt động
Sản phẩm nào phù hợp với hàn tích tụ kim loại bằng laser?
TruLaser Cell 3000
Bạn vẫn có thể gia công linh hoạt với máy laser 5 trục nhỏ gọn và chính xác: hàn hai và ba chiều, cắt và LMD nhờ các thay bộ điều hợp quy trình nhanh chóng.
Được trang bị hoàn hảo – bất kể bạn muốn xử lý các bộ phận hoặc ống hai hay ba chiều. Bạn có thể linh hoạt chuyển đổi giữa hàn cắt, hàn và hàn tích tụ kim loại.
Hàn đắp kim loại bằng laser các đĩa phanh theo tiêu chuẩn Euro-7
Tìm hiểu lý do vì sao hàn tích tụ kim loại tốc độ cao là lựa chọn tối ưu để sản xuất đĩa phanh đạt tiêu chuẩn Euro-7 – và có thể trở thành tiêu chuẩn mới khi sản xuất đĩa phanh.
Laser hợp kim kim loại (LMF)
Bằng phương pháp nóng chảy laser trên nền bột phủ theo từng lớp, công nghệ Laser tạo ra một cấu kiện hoàn hảo khi nung chảy bột kim loại. Cơ sở để hình thành chi tiết là mô hình CAD.
