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大尺寸金属3D打印制造(二)--激光熔覆制造技术

激光熔覆是一种利用激光处理的表面改性技术,适用于各类金属的表面改性和修复,如用于工具、模具、驱动装置及机械零件的修复、抗摩擦及耐腐蚀涂层的加工、三维零件的修改及局域部位耐摩擦、耐腐蚀的防护等。目前激光熔覆技术多用于精密机械零件的修复、汽车制造厂的装甲阀门以及阀门座的规模生产中。在模具及模型的制造领域,激光熔覆技术已用于注塑模具的修复以及模具的改型,利用激光熔覆技术在抛光表面形成的熔覆层,达到了没有伤及抛光表面的修复效果,这是传统的技术如堆焊很难做到的。

 

激光熔覆过程

 

激光熔覆是通过在基体表面添加各种熔覆材料,并利用高能密度的激光束使熔覆材料与基体表面薄层一起熔凝,并形成冶金结合的方法,目的是在基体表面获得优良的耐磨耐蚀、抗氧化等性能。

 

激光熔覆基本原理

 

在熔覆过程中,粉末被惰性气体从送粉管吹入熔池,激光加热并熔化粉末,同时透过粉末的光束使基体的表层熔化,这个过程几乎同时进行,熔覆材料和基体表面同时被加热,二者形成熔融结合。下面以损坏的发动机活塞为例进行说明。

 

发动机活塞损坏

 

实际熔覆过程

 

 

激光熔凝过程微观展示

 

光头沿着预定的轨迹对缺损部位进行修补,熔覆层与集体较好的结合在一起。

 

零件修补前后对比

 

激光熔覆技术具有无模具、短周期、低成本、快速响应等优点,并且适用材料广泛,成形材料性能优良、结构复杂,因此在航空、航天、汽车等高技术领域具有广泛的发展前景。

 

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