Quali fattori sono correlati al tasso di utilizzo della polvere per rivestimento laser ad alta velocità?
La tecnologia di rivestimento laser ad alta velocità ha compiuto enormi progressi. La ricerca per migliorare l'efficienza del processo e ridurne i costi è incessante. Come continuare a ridurre i costi di lavorazione rimane un tema centrale della ricerca sul rivestimento laser ad alta velocità.
Poiché il costo della polvere rappresenta l'80% - 90% del costo totale del rivestimento laser, migliorare il tasso di utilizzo della polvere è un problema tecnico importante da risolvere nel rivestimento laser ad alta velocità. Pertanto, è necessario individuare i fattori che influenzano il tasso di utilizzo della polvere nel rivestimento laser ad alta velocità. Analizzeremo questi fattori uno per uno e discuteremo come migliorare il tasso di utilizzo della polvere nel rivestimento laser ad alta velocità.
(1) dimensione del punto di fusione
Il fattore principale che influenza il tasso di utilizzo della polvere per rivestimento laser ad alta velocità è la dimensione del punto di fusione, ovvero la dimensione del punto laser che incide sulla superficie del substrato. In base alla potenza del laser, la dimensione del punto di fusione può essere selezionata tra 1 mm e 5 mm. In pratica, è necessario selezionare una dimensione adeguata del punto di fusione in base alla potenza del laser dell'apparecchiatura.
Se la zona di fusione è troppo piccola, il tasso di utilizzo della polvere è basso; se è troppo grande, la planarità della superficie del rivestimento diminuisce. Aumentare la zona di fusione può migliorare il tasso di utilizzo della polvere, ma se è troppo grande, la planarità del rivestimento si riduce, con conseguente spreco di polvere durante le successive fasi di levigatura e lucidatura. Anche per la placcatura laser ad alta velocità, il tasso di utilizzo della polvere non deve essere considerato solo nel processo di placcatura, ma deve essere valutato nel suo complesso, dopo le fasi di levigatura e lucidatura, dell'intero processo di placcatura.
(2) diametro del foro di uscita della polvere della testa di rivestimento
Il diametro del foro di uscita della polvere della testa di rivestimento determina lo spessore del flusso di polvere. Minore è l'apertura, più fine sarà il flusso di polvere, ma un flusso di polvere più fine comporta una dispersione più rapida. Nella pratica, il diametro appropriato del foro di uscita della polvere deve essere scelto in base all'altezza del rivestimento e alla dimensione del punto di fusione, in modo da garantire che il diametro del punto di polvere sulla superficie del substrato sia inferiore al diametro del punto di fusione; in caso contrario, la polvere che si trova oltre il punto di fusione andrà persa e sprecata.
(3) potenza laser
La potenza del laser deve essere sufficientemente elevata da garantire che la polvere che cade nel punto del bagno di fusione venga completamente fusa. A parità di quantità di polvere alimentata e di altri parametri, maggiore è la potenza del laser, maggiore sarà il tasso di utilizzo della polvere.
(4) dimensione dell'alimentazione in polvere
Una volta determinata la potenza del laser dell'apparecchiatura, minore è la quantità di polvere da alimentare, maggiore sarà il tasso di utilizzo della polvere. Tuttavia, la riduzione della quantità di polvere da alimentare influirà sull'efficienza del rivestimento. Se non si considera l'efficienza del rivestimento, il tasso di utilizzo della polvere può raggiungere il 100% controllando la quantità di polvere da alimentare, ma questa pratica è priva di significato.
(5) velocità lineare del rivestimento
La velocità lineare del rivestimento laser ad alta velocità è diverse volte, o addirittura decine di volte, superiore a quella del rivestimento laser ordinario. Quando la velocità di movimento relativa tra il substrato e la testa di rivestimento è elevata, l'energia cinetica delle particelle di polvere sulla superficie del substrato è elevata, quindi l'espulsione di polvere è maggiore e il tasso di utilizzo della polvere si riduce. Inoltre, a parità di potenza del laser, maggiore è la velocità di movimento relativa tra la testa di rivestimento e il substrato, minore è la temperatura del bagno fuso e minore è il tasso di utilizzo della polvere.
(6) volume del pezzo
A parità di parametri di rivestimento, maggiore è il diametro (volume) del pezzo, minore è il tasso di utilizzo della polvere. Questo perché, quando il volume è elevato, l'energia laser viene assorbita maggiormente dalla matrice e la temperatura del bagno fuso non è sufficientemente alta. Pertanto, per pezzi di grandi dimensioni, è necessario utilizzare apparecchiature di rivestimento con potenza maggiore per migliorare il tasso di utilizzo della polvere.
(7) dimensione delle particelle di polvere
La polvere per rivestimento laser ad alta velocità ha un tempo di interazione con la luce molto breve, quindi è necessario selezionare una polvere con una granulometria adeguata in base alla potenza del laser. Particelle di polvere di grandi dimensioni impedirebbero alla polvere di fondersi entro un tempo limitato, con conseguente perdita di materiale durante l'espulsione.
Quelli sopra elencati sono i sette fattori principali che influenzano il tasso di utilizzo della polvere per rivestimento laser ad alta velocità. Per migliorare il tasso di utilizzo della polvere e ridurre i costi di lavorazione del rivestimento, è necessario selezionare parametri tecnici hardware e parametri di processo di rivestimento appropriati in base alle specifiche condizioni dell'apparecchiatura e del pezzo da rivestire.
Anche in questo caso, si sottolinea che il tasso di utilizzo della polvere dovrebbe considerare il tasso di utilizzo della polvere dell'intero processo di lavorazione, piuttosto che il tasso di utilizzo della polvere del semplice processo di rivestimento. Il tasso di utilizzo della polvere nel rivestimento laser ordinario può raggiungere il 100%, ma il tasso di utilizzo complessivo della polvere è spesso inferiore al 50%.
Data di pubblicazione: 24 agosto 2022