تستخدم معالجة السطح بالليزر شعاع ليزر عالي الكثافة-لتسخين سطح المادة بطريقة-لا تلامسية. من خلال الاستفادة من التوصيل الحراري لسطح المادة للتبريد، تحقق تقنية العملية هذه تعديل السطح. إنه مفيد للغاية لتحسين الخواص الميكانيكية والفيزيائية لأسطح المواد، بالإضافة إلى تعزيز مقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، ومقاومة التعب للمكونات. في السنوات الأخيرة، شهدت تقنيات معالجة الأسطح بالليزر مثل التنظيف بالليزر، والتبريد بالليزر، والسبائك بالليزر، والتقطيع بالصدمات بالليزر، والتليين بالليزر، إلى جانب تقنيات تصنيع الإضافات بالليزر مثل الكسوة بالليزر، والطباعة ثلاثية الأبعاد بالليزر، والطلاء الكهربائي بالليزر، آفاقًا واسعة للتطبيق.
التنظيف بالليزر عبارة عن تقنية جديدة سريعة التطور لتنظيف الأسطح، والتي تستخدم شعاع ليزر نابض عالي الطاقة- لتسليط الضوء على سطح قطعة العمل، مما يتسبب في تبخر أو تقشر الملوثات السطحية أو الجزيئات أو الطلاءات على الفور، وبالتالي تحقيق عملية التنظيف. ينقسم التنظيف بالليزر بشكل أساسي إلى عمليات مثل إزالة الصدأ، وإزالة الزيت، وإزالة الطلاء، وإزالة الطلاء؛ يتم تطبيقه بشكل أساسي على تنظيف المعادن وتنظيف الآثار الثقافية وتنظيف المباني. استنادًا إلى وظائفه الشاملة، والمعالجة الدقيقة والمرنة، والكفاءة العالية وتوفير الطاقة، وملاءمته للبيئة، وعدم الإضرار-بالركيزة، والذكاء، وجودة التنظيف العالية، والسلامة، ومجموعة واسعة من التطبيقات، فإنه يتم تفضيله بشكل متزايد في مختلف المجالات الصناعية. بالمقارنة مع طرق التنظيف التقليدية مثل التنظيف بالاحتكاك الميكانيكي، والتنظيف بالتآكل الكيميائي، والتنظيف السائل -الصلب عالي التأثير-، والتنظيف بالموجات فوق الصوتية عالية التردد-، فإن التنظيف بالليزر له مزايا واضحة.
يستخدم التبريد بالليزر أشعة ليزر عالية الطاقة-كمصدر للحرارة لتسخين سطح المعادن وتبريده بسرعة، مما يؤدي إلى إكمال عملية التبريد على الفور. وينتج عن هذا صلابة عالية، وهياكل مارتينسيتية فائقة الدقة-، وتحسين صلابة السطح ومقاومة التآكل للمعادن، ويشكل ضغطًا ضاغطًا على السطح لتعزيز مقاومة الكلال. تشتمل المزايا الأساسية لهذه العملية على منطقة صغيرة متأثرة بالحرارة-، والحد الأدنى من التشوه، ودرجة عالية من الأتمتة، والتبريد الانتقائي المرن، وصلابة الحبوب المكررة، والملاءمة للبيئة. على سبيل المثال، يمكن تعديل نقطة الليزر، مما يسمح بالتبريد في المواضع بأي عرض؛ بالإضافة إلى ذلك، يمكن لرأس الليزر الذي يعمل مع الروبوتات متعددة المحاور-إخماد مناطق محددة من الأجزاء المعقدة. علاوة على ذلك، يتضمن التسقية بالليزر تسخينًا وتبريدًا سريعًا للغاية، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من إجهاد التسقية والتشوه. إن تشوه قطع العمل قبل وبعد التسقية بالليزر لا يكاد يذكر، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للمعالجة السطحية العالية الدقة للأجزاء. في الوقت الحالي، تم تطبيق التبريد بالليزر بنجاح في صناعة السيارات، وصناعة القوالب، وأدوات الأجهزة، والصناعة الميكانيكية لتقوية سطح الأجزاء سهلة التآكل، خاصة لتحسين عمر خدمة التروس، والأعمدة، والأدلة، والفكوك، والقوالب، مع تأثيرات ملحوظة. خصائص التبريد بالليزر هي كما يلي: 1) يتضمن التبريد بالليزر تسخينًا سريعًا وتبريدًا ذاتيًا، ولا يتطلب عزل الفرن أو تبريد سائل التبريد. إنها عملية معالجة حرارية غير ملوثة وصديقة للبيئة، ويمكن تطبيقها بسهولة للتبريد الموحد لأسطح القوالب الكبيرة؛ 2) نظرًا لسرعة التسخين السريعة والمنطقة المتأثرة بالحرارة الصغيرة-، بالإضافة إلى تسخين وتبريد المسح السطحي، فإن القوالب المعالجة تواجه الحد الأدنى من التشوه؛ 3) نظرًا لزاوية الانحراف الصغيرة لشعاع الليزر، فهو يتمتع باتجاهية ممتازة ويمكنه إخماد المناطق المحلية من أسطح القالب بدقة من خلال نظام توجيه الضوء-؛ 4) يتراوح عمق الطبقة المتصلبة لتبريد السطح بالليزر بشكل عام من 0.3 إلى 1.5 ملم.
يشير التلدين بالليزر إلى عملية معالجة حرارية يتم فيها تسخين سطح المادة بالليزر، وتعريضه لدرجات حرارة عالية لفترة طويلة، ثم تبريده ببطء. الأغراض الرئيسية لهذه العملية هي تخفيف الضغط، وزيادة ليونة المواد وصلابتها، وإنشاء هياكل مجهرية خاصة. وتشمل خصائصه القدرة على ضبط هيكل المصفوفة، وتقليل الصلابة، وصقل الحبوب، والقضاء على الإجهاد الداخلي. في السنوات الأخيرة، أصبحت تقنية التلدين بالليزر أيضًا عملية جديدة في صناعة تصنيع أشباه الموصلات، مما أدى إلى تعزيز مستوى تكامل الدوائر المتكاملة بشكل كبير.
تعد تقنية التقطيع بالصدمات بالليزر-طريقة عالية التقنية تستخدم موجات صدمات البلازما الناتجة عن شعاع ليزر عالي الكثافة-لتحسين مقاومة الكلال ومقاومة التآكل ومقاومة المواد المعدنية للتآكل. ويتميز بمزايا بارزة مثل عدم وجود منطقة متأثرة بالحرارة-، والاستخدام الفعال للطاقة، ومعدل الضغط العالي جدًا-، وإمكانية التحكم القوية وتأثير التقوية الكبير. في الوقت نفسه، يتميز التقطيع بالصدمات بالليزر بضغط ضاغط متبقي أعمق، وبنية مجهرية أفضل وسلامة السطح، وتحسين الاستقرار الحراري، وعمر خدمة أطول. وفي السنوات الأخيرة، تطورت هذه التكنولوجيا بسرعة ولها إمكانات كبيرة في صناعات الطيران والدفاع. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام الطلاء بشكل أساسي لحماية قطعة العمل من حروق الليزر وتعزيز امتصاص طاقة الليزر، مع مواد الطلاء شائعة الاستخدام بما في ذلك الطلاء الأسود ورقائق الألومنيوم. التقطيع بالليزر (LP)، والمعروف أيضًا باسم التقطيع بالصدمة بالليزر (LSP)، هي عملية يتم تطبيقها في هندسة الأسطح. يتضمن ذلك استخدام شعاع ليزر نابض عالي الطاقة{10}}لتحفيز الإجهاد المتبقي في المواد لتحسين مقاومة تآكل السطح (مثل مقاومة التآكل والإجهاد) أو لزيادة قوة المقاطع الرقيقة، وبالتالي تعزيز صلابة السطح. على عكس معظم تطبيقات معالجة المواد، لا يحقق LSP التأثير المطلوب من خلال المعالجة الحرارية المستحثة بالليزر-، ولكن من خلال المعالجة الميكانيكية عن طريق تأثير الشعاع. يستخدم شعاع الليزر عالي القدرة-نبضات قصيرة عالية الطاقة-للتأثير على سطح قطعة العمل المستهدفة. يؤثر الشعاع على قطعة العمل المعدنية، ويبخر على الفور طبقة رقيقة إلى بلازما ويطبق ضغط موجة الصدمة على قطعة العمل. في بعض الأحيان يتم تطبيق طبقة رقيقة من مادة التغطية غير الشفافة على قطعة العمل لتحل محل تبخر المعدن. لزيادة الضغط، يتم استخدام مواد تغطية شفافة أخرى أو طبقات الحبس بالقصور الذاتي لاحتجاز البلازما (الماء عادة). تولد البلازما تأثير موجة الصدمة، مما يعيد تشكيل البنية المجهرية لسطح قطعة العمل عند نقطة التأثير، مما يؤدي بعد ذلك إلى تفاعل متسلسل لتمدد المعدن وضغطه. يمكن لضغط الضغط العميق الناتج عن هذا التفاعل أن يطيل عمر خدمة المكون.
تعد صناعة السبائك بالليزر نوعًا جديدًا من تكنولوجيا تعديل السطح، والتي تستخدم، اعتمادًا على ظروف خدمة المواد الفضائية، كثافة الطاقة العالية ومعدل التكثيف السريع لشعاع الليزر لتحضير طبقات مركبة من السيراميك غير البلوري المعدني غير المتبلور- على سطح المكونات الهيكلية، مما يحقق الغرض من تعديل سطح المواد الفضائية. بالمقارنة مع صناعة السبائك بالليزر، تتميز تقنية الكسوة بالليزر بتخفيف أقل للركيزة في حوض الصهر، ومنطقة أصغر متأثرة بالحرارة-، وتشوه حراري أقل لقطعة العمل، ومعدل خردة أقل بعد عملية الكسوة بالليزر. يمكن أن تعمل الكسوة بالليزر على تحسين خصائص سطح المواد بشكل كبير، واستعادة-المواد البالية، وتوفر مزايا مثل الكفاءة العالية، والسرعة العالية، والمعالجة الصديقة للبيئة والخالية من التلوث-، والأداء الجيد لقطع العمل المعالجة.
تعد تقنية الكسوة بالليزر أيضًا إحدى تقنيات تعديل الأسطح الجديدة التي تمثل اتجاه التطوير ومستوى هندسة الأسطح. نظرًا لمزايا كونها خالية من التلوث-وتشكل رابطة معدنية بين الطلاء المُجهز والركيزة، فقد أصبحت تقنية الكسوة بالليزر نقطة بحث هامة لتعديل أسطح سبائك التيتانيوم المعاصرة. يعد استخدام طبقات السيراميك المكسوة بالليزر- أو طبقات الطلاء المركبة المقواة بجزيئات السيراميك- طريقة فعالة لتحسين مقاومة سطح سبائك التيتانيوم للتآكل. ومن خلال اختيار نظام المواد المناسب وفقًا لظروف العمل الفعلية، يمكن لتقنية الكسوة بالليزر تحقيق متطلبات العملية المثلى. يمكن لتقنية الكسوة بالليزر إصلاح العديد من المكونات الفاشلة، مثل شفرات محرك الطائرات.
يتمثل الاختلاف بين تصنيع السبائك السطحية بالليزر وتكسية الأسطح بالليزر في أن تصنيع السبائك السطحية بالليزر يسمح لعناصر السبائك المضافة بالاختلاط بشكل كامل مع الطبقة السطحية من الركيزة في الحالة السائلة لتكوين طبقة من السبائك، بينما تعمل الكسوة السطحية بالليزر على إذابة الطلاء المطبق مسبقًا -بينما تذوب الطبقة السطحية من الركيزة جزئيًا، مما يسمح لطبقة الكسوة ومادة الركيزة بتكوين رابطة معدنية مع الحفاظ على تكوين طبقة الكسوة بشكل أساسي دون تغيير. تُستخدم تقنيات صناعة السبائك والكسوة بالليزر بشكل أساسي لتحسين مقاومة التآكل السطحي ومقاومة التآكل ومقاومة الأكسدة لسبائك التيتانيوم.
في الوقت الحاضر، تم تطبيق تكنولوجيا الكسوة بالليزر على نطاق واسع في إصلاح وتعديل الأسطح المعدنية. على الرغم من أن الكسوة الليزرية التقليدية لها مزايا وخصائص مثل المعالجة المرنة، وإصلاح الأشكال غير المنتظمة، وقدرات الإضافات المخصصة، إلا أن كفاءة عملها منخفضة نسبيًا. بالنسبة لاحتياجات الإنتاج السريع على نطاق واسع-في بعض القطاعات الصناعية، فإنه لا يزال غير قادر على تلبية المتطلبات. لتلبية الطلب على-الإنتاج بكميات كبيرة وسرعة عالية- وتحسين كفاءة عمل الكسوة، ظهرت تقنية الكسوة بالليزر عالية السرعة-.
يمكن أن تحقق تقنية الكسوة بالليزر عالية السرعة-طبقات كسوة كثيفة وخالية من العيوب-بسطح أملس ومسطح وكثيف يتم ربطه معدنيًا بالركيزة بدون عيوب مفتوحة. ويمكن تطبيقه ليس فقط على الأجسام الدوارة ولكن أيضًا على الأسطح المنحنية المسطحة والمعقدة. ومن خلال التحسين التكنولوجي المستمر، يمكن استخدام هذه التكنولوجيا على نطاق واسع في صناعات مثل الفحم والمعادن والمنصات البحرية والورق والالكترونيات الاستهلاكية والسيارات وبناء السفن والبترول والفضاء، لتصبح عملية إعادة تصنيع خضراء يمكن أن تحل محل تكنولوجيا الطلاء الكهربائي التقليدية.
النقش بالليزر هو عملية تستخدم تقنية CNC كأساس لها، حيث يتم تسليط شعاع ليزر عالي الطاقة-على سطح المادة، والاستفادة من التأثير الحراري لليزر لإنشاء أنماط واضحة على سطح المادة. يؤدي الذوبان والتبخير الفوري للمادة المعالجة تحت إشعاع الليزر إلى تشويهها ماديًا، مما يسمح للنقش بالليزر بتحقيق الغرض المقصود منه. يتضمن النقش بالليزر استخدام الليزر لنقش نص على كائن ما؛ تنتج هذه التقنية نصًا بدون علامات، بسطح أملس ومتساوي، ولا تتآكل النقوش. وتشمل ميزاته ومزاياه ما يلي: السلامة والموثوقية؛ دقيقة ومتقنة، بدقة تصل إلى 0.02 مم؛ صديق للبيئة وموفر للمواد-؛ سريع وفعال، وقادر على-النقش بسرعة عالية وفقًا لنمط الإخراج؛ منخفضة التكلفة ولا تقتصر على كمية المعالجة.
تستخدم هذه العملية تقنية الكسوة بالليزر، حيث يقوم الليزر بإشعاع تيار المسحوق القادم من الفوهة، مما يؤدي مباشرة إلى إذابة المعدن النقي أو مساحيق السبائك. بعد مغادرة شعاع الليزر، يتصلب سائل السبيكة بسرعة، مما يؤدي إلى تشكيل السبيكة بسرعة. في الوقت الحاضر، تم تطبيقه على نطاق واسع في النمذجة الصناعية، والتصنيع الميكانيكي، والفضاء، والجيش، والبناء، والسينما والتلفزيون، والأجهزة المنزلية، والصناعات الخفيفة، والطب، وعلم الآثار، والثقافة والفن، والنحت، والمجوهرات.
صباح الخير، شكرا لاستفسارك. نحن مصنع متخصص في إنتاج الليزر. نحن لا نصنع المنتجات فحسب، بل نبيعها أيضًا ونقدم خدمة ما بعد البيع الفنية المجانية-. هل لي أن أسأل ما الذي تحتاجه لجهاز الليزر 100 واط؟ أساسا لتنظيف ما هي المواد، الخشب أو الصدأ؟
