激光熔覆技術(shù)的未來發(fā)展方向
2021-04-27
激光熔覆技術(shù)是利用高能激光束輻照,通過迅速熔化、擴(kuò)展和凝固,在基材表面熔覆一層具有特殊物理、化學(xué)或力學(xué)性能的材料,構(gòu)成一種不同于基材的新材料,以彌補(bǔ)基體所缺少的高性能??筛鶕?jù)工件的性能要求,熔覆各種成分的合金、金屬基復(fù)合材料等,制備耐熱、耐蝕、耐磨、減摩、抗氧化和無磁等特性的表面覆層,使材料具有常規(guī)處理所不具有的組織與性能。
激光熔覆技術(shù)是可以滿足成形、成性一體化需求的增材制造技術(shù),可兼顧精確成形和高性能成性,集激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)及材料技術(shù)等諸多現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)于一體,已逐漸發(fā)展成為可實(shí)現(xiàn)智能制造的先進(jìn)技術(shù)。而且,激光熔覆可以解決傳統(tǒng)制造方法不能完成的難題,是國(guó)家重點(diǎn)支持和推動(dòng)的一項(xiàng)高新技術(shù)。隨著科技和工業(yè)的高速發(fā)展,對(duì)激光熔覆的技術(shù)要求也會(huì)越來越高。因此激光熔覆的未來發(fā)展方向主要有以下幾方面。
第一,多學(xué)科、交叉化發(fā)展。目前激光熔覆技術(shù)多應(yīng)用于材料科學(xué)與工程方向,作為典型高端制造的工藝技術(shù),其結(jié)合工程對(duì)象的應(yīng)用研究相對(duì)薄弱。未來激光熔覆作為材料科學(xué)、光學(xué)工程及控制工程等多學(xué)科的交叉技術(shù),其研究將由材料領(lǐng)域向制造領(lǐng)域擴(kuò)展,需要各學(xué)科綜合發(fā)展。
第二,系統(tǒng)化、集成化發(fā)展。由于激光熔覆制造目前存在技術(shù)瓶頸,所以熔覆成形金屬零件的尺寸和形狀精度等無法滿足精密成形的要求。將激光熔覆技術(shù)與機(jī)器人、精密切削等集成研究,構(gòu)建一個(gè)大的研究體系,將對(duì)激光熔覆技術(shù)及其工業(yè)化起到推動(dòng)作用。
第三,大面積熔覆及質(zhì)量控制。結(jié)合大功率激光器的研制和激光光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),解決現(xiàn)階段無法克服的大面積熔覆的工藝問題,并進(jìn)一步提高激光熔覆層質(zhì)量及制造效率。
第四,小型化、原位修復(fù)。鑒于越來越多的原位修復(fù)要求,未來激光器將向高功率、小型化、便攜式方向發(fā)展,激光熔覆技術(shù)也將越來越強(qiáng)調(diào)原位修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用。

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