레이저 클래딩은 레이저 오버레이 용접이라고도 하며, 제조에서 다양한 재료를 코팅하는 데 사용됩니다. 수년에 걸쳐 인기를 얻은 이 기술은 다양한 이점을 제공합니다. 재료를 산화 및 부식으로부터 보호하는 데 도움이 됩니다. 레이저 클래딩 기술을 사용하면 전체 표면 특성이 개선됩니다.
이 글에서는 레이저 클래딩에 관해 알아야 할 모든 것을 살펴보겠습니다.
차례
레이저 클래딩이란?
레이저 클래딩 공정
레이저 클래딩의 이점
레이저 클래딩의 특성
레이저 클래딩은 비싼가요?
레이저 클래딩의 최근 혁신
결론
레이저 클래딩이란?
레이저 클래딩 다양한 유형의 재료 표면에 코팅을 부여하는 제조의 추가 공정입니다. 일반적으로 표면 특성을 개선하여 재료를 산화 및 부식으로부터 보호합니다. 이 공정에는 기본 재료 표면을 가로지르는 용융 풀이 포함됩니다. 동시에 분말 또는 와이어 공급 원료가 적용되어 얇은 코팅 층이 생성됩니다.
레이저 유도 클래딩은 균일하게 분포된 코팅을 제공합니다. 반복성이 높아 층이 균열과 다공성이 없습니다. 또한 접착력이 좋고 표면 거칠기가 낮으며 희석이 적고 재료 낭비가 적습니다. 물체 표면의 레이저 빔 밀도, 이동 속도 및 직경을 조정하여 공정을 향상시킬 수 있습니다.
레이저 클래딩 공정
이 공정은 지향성 에너지 증착(DED)이며, 레이저 오버레이 용접이라고도 합니다. 적층 제조에 사용될 때는 레이저 금속 증착(LMD) 또는 지향성 레이저 금속 증착(DLMD)이라고 합니다.
레이저 빔은 금속 합금을 녹여 기판 표면이나 이전에 증착된 층에 결합합니다. 고밀도 레이저 클래딩 층은 금속 재료에서 최소한의 희석으로 야금학적으로 결합됩니다. 열 입력은 고품질 오버레이를 생산하기에 충분해야 합니다.
레이저 클래딩의 다양한 공정은 다음과 같습니다.
단일 단계 레이저 클래딩
단일 단계 공정에서 코팅 재료는 용융 풀에 주입되어 기판 표면 위에서 용융 형태로 변합니다. 움직이는 레이저 빔이 공간을 떠나면 용융된 코팅 물질이 응고됩니다. 결과적으로 레이저 이동의 중첩된 트랙에 의해 미세한 코팅이 생성됩니다.
2단계 레이저 클래딩
2단계 처리에는 기판 표면 위에 코팅 재료를 처음 증착하는 것이 포함됩니다. 그 후, 표면 처리에서는 이동하는 레이저 빔을 사용하여 코팅 재료와 기판 재료를 함께 녹입니다. 레이저 빔이 공간 코팅을 떠나자마자 코팅은 자발적으로 응고됩니다.
와이어 클래딩
와이어 클래딩 공정 동안 철사 스풀에서 오프 액스 토치로 직접 공급됩니다. 그런 다음 와이어 가이드 시스템을 통해 클래딩이 발생하는 용융 온도 이하로 가열됩니다.
이 공정은 필러 재료 사용에 있어서 100% 효율로 인해 유리합니다. 또한 와이어 재료에 대한 다양한 옵션이 있는 깨끗한 공정입니다. 그러나 와이어의 방사선 흡수로 인해 출력이 일관되지 않습니다.
파우더 클래딩
분말 클래딩에서는 가루 회전 디스크에서 공급 노즐로 전달됩니다. 예를 들어, 아르곤이나 헬륨과 같은 캐리어 가스를 통과하여 흡수 원리가 적용됩니다. 그런 다음 분말 입자는 고속으로 캐리어 가스에 의해 강제로 배출됩니다.
이는 균일하고 재현 가능한 최종 클래딩을 생성합니다. 이 공정에는 다양한 공급 방법과 재료가 있습니다. 또한 3D 설정에 더 나은 옵션입니다.
레이저 클래딩의 이점
레이저는 마이크로머시닝 및 소재 가공에 선호되는 선택입니다. 레이저 클래딩에서는 펄스 반복 주파수, 레이저 전력, 파장 및 다양한 유형의 빔 프로파일과 같은 매개변수를 활용합니다.
레이저 클래딩의 장점은 다음과 같습니다.
- 표면 및 기본 재료의 금속적 결합을 보장합니다.
- 이 공정에는 낮은 노출 시간과 레이저 빔 깊이가 필요합니다.
- 레이저 클래딩은 열 분무 코팅에 비해 내구성 있는 오버레이를 생성합니다.
- 높은 표면 품질 달성 및 낮은 뒤틀림으로 인해 후처리 필요성이 줄어듭니다.
- 비용 절감, 레이저 클래딩 기간 단축, 재료 낭비 감소로 효율성이 높습니다.
레이저 클래딩의 특성
레이저 클래딩 주로 낮은 열 충격과 뛰어난 정밀 기능을 사용합니다. 또한 다음을 포함한 다른 특성도 있습니다.
- 빠른 응고 과정으로 인한 빠른 냉각 속도; 속도는 약 106 K/s까지 올라갑니다. 미세한 결정질 균일하게 분포된 코팅을 얻는 것이 쉽습니다.
- 고전력 밀도의 급속 클래딩을 사용하면 더 작은 열 입력과 왜곡이 필요합니다. 왜곡은 조립 허용 오차 내로 최소화할 수 있습니다.
- 일반적으로 5% 미만인 낮은 코팅 희석률. 레이저 매개변수를 조정하여 기판을 야금학적으로 또는 계면 확산을 통해 단단히 결합합니다.
- 레이저 클래딩 층은 약 0.2~2.0mm의 단일 채널 분말 공급 코팅으로 다양한 두께 범위를 갖습니다.
- 낮은 용융점의 물체 표면에 높은 용융점의 물질을 증착하는 경우 분말 선택에 제한이 없습니다.
- 레이저 클래딩 공정은 자동화하기 쉽습니다.
- 이 공정은 재료 소모량이 적고 선택적 증착이 향상되며 가격 대비 성능이 뛰어납니다.
- 빔 레이어가 겹쳐져 접근이 불가능한 영역을 융합할 수 있습니다.
레이저 클래딩은 비싼가요?
30년 전에 개발된 레이저 클래딩은 항상 마지막 선택 기술로 여겨져 왔습니다. 이는 레이저 장비의 초기 투자와 운영 비용이 높기 때문입니다. 그러나 현대 솔리드 스테이트 레이저에는 엄청난 발전이 있었습니다.
파이버 결합 빔 전달을 통한 로봇 공학의 통합은 프로세스를 보다 효율적이고 저렴하게 만들었습니다. 비용-편익 분석을 고려할 때, 레이저 클래딩은 다양한 산업 분야에서 기하급수적으로 승리하고 성장하고 있습니다.
레이저 클래딩의 최근 혁신
최근 레이저 클래딩의 혁신은 주로 생산성 향상에 초점을 맞추었습니다. 이러한 발전은 여전히 레이저 클래딩의 주요 특성을 유지합니다.
혁신의 예는 다음과 같습니다.
- 고속 레이저 클래딩은 기본 소재에 도달하기 전에 레이저 빔의 첨가제 분말을 완전히 녹입니다. 고체 기반은 열 전도 전달을 통해 용융된 분말과 융합됩니다.
- 열선 레이저 클래딩은 공정에 예열된 와이어를 제공합니다. 이를 통해 더 많은 레이저 에너지를 사용하여 기본 소재를 녹이고 공급 속도를 높일 수 있습니다.
- 레이저 클래딩은 작업물에 수직으로 첨가제 재료를 공급하는 동축 레이저 빔을 사용합니다. 레이저는 와이어 주위에 동축으로 투사됩니다. 이는 3D 레이저 금속 증착의 이동 방향과 무관한 일관된 처리를 향상시킵니다.
- 대형 스팟 레이저 클래딩 공정은 작업물에서 레이저 스팟의 크기를 증가시킵니다. 이를 통해 기본 소재를 과도하게 녹이거나 희석을 증가시키지 않고도 더 많은 레이저 전력을 사용할 수 있습니다.
결론
레이저 클래딩 기술은 최근 현대 제조 분야에서 큰 진전을 이루었습니다. 많은 생산 회사가 OEM 제품을 재생하기 위해 레이저 기술을 고려하고 있습니다. 이 공정은 또한 품목의 부식 및 마모 특성을 개선했습니다.
위의 가이드는 레이저 클래딩 공정과 그 이점을 설명합니다. 구매자는 레이저 코팅 중에 품질이 유지되도록 해야 합니다. 원하는 레이저 클래딩 장비를 찾으려면 다음을 방문하세요. Chovm.com.
