Robot per tempra laser

La tempra laser ha un'elevata densità di potenza, una velocità di raffreddamento rapida, non necessita di acqua, olio o altri fluidi di raffreddamento ed è un processo di tempra pulito e veloce. Rispetto alla tempra a induzione, alla tempra a fiamma, alla carburazione e alla tempra, la tempra laser produce uno strato indurito con una durezza maggiore (generalmente superiore di 1-3 HRC rispetto alla tempra a induzione), una deformazione minima, una profondità di riscaldamento e una traiettoria di riscaldamento facili da controllare e automatizzare, senza la necessità, come per la tempra a induzione, di bobine di induzione di dimensioni diverse a seconda del componente. La lavorazione di pezzi di grandi dimensioni non richiede la carburazione, la tempra o altri trattamenti termici chimici, pertanto in molti settori industriali sta gradualmente sostituendo la tempra a induzione e i trattamenti termici chimici. Un aspetto particolarmente importante è che la deformazione del pezzo prima e dopo la tempra laser può essere quasi trascurata, rendendola particolarmente adatta al trattamento superficiale di componenti di alta precisione.

Lo spessore dello strato temprato al laser è generalmente compreso tra 0,3 mm e 2,0 mm, a seconda della composizione, delle dimensioni e della forma del componente, nonché dei parametri del processo laser. Quando la superficie dei denti di ingranaggi di grandi dimensioni e il perno di alberi di grandi dimensioni vengono temprati, la rugosità superficiale rimane sostanzialmente invariata e può soddisfare le esigenze delle effettive condizioni di lavoro senza necessità di successive lavorazioni meccaniche.
La tecnologia di fusione e tempra laser si basa sull'utilizzo di un raggio laser per riscaldare la superficie del substrato al di sopra della temperatura di fusione. Grazie al raffreddamento per conduzione termica interna del substrato, lo strato fuso si raffredda e solidifica rapidamente. La microstruttura ottenuta con la fusione e tempra laser è molto densa e, in profondità, segue l'ordine strato di fusione-solidificazione, strato di indurimento a cambiamento di fase, zona termicamente alterata e substrato. Lo strato ottenuto con la fusione laser presenta una maggiore profondità di indurimento, una maggiore durezza e una migliore resistenza all'usura rispetto allo strato ottenuto con la tempra laser. Lo svantaggio di questa tecnica è che la rugosità della superficie del pezzo viene in qualche misura danneggiata, rendendo generalmente necessario un successivo processo di lavorazione per ripristinarla. Al fine di ridurre la rugosità superficiale dei pezzi dopo il trattamento di fusione laser e di conseguenza la necessità di ulteriori lavorazioni, l'Università di Scienza e Tecnologia di Huazhong ha sviluppato uno speciale rivestimento per fusione e tempra laser, in grado di ridurre significativamente la rugosità superficiale dello strato fuso. La rugosità superficiale di rulli, guide e altri pezzi di vari materiali, trattati con fusione laser nell'industria metallurgica, si è avvicinata al livello della tempra laser.