Problem, który rozwiązujemy
Strefa wpływu ciepła (HAZ)
Tradycyjna hybrydowa obróbka laserowa opiera się na plazmie łuku elektrycznego — źródle energii o temperaturach rzędu dziesiątków tysięcy stopni Celsjusza. Prowadzi to do nadmiernych naprężeń termicznych, powiększenia strefy wpływu ciepła (HAZ), degradacji struktury materiału i wysokich kosztów operacyjnych. Dotychczasowe próby stabilizacji procesu traktowały media gazowe jedynie jako bierną osłonę. W SLCP środowisko jonowe przestaje być biernym gazem osłonowym i aktywnie kształtuje oddziaływanie wiązki z materiałem.
Współdziałanie wiązki i aktywnego środowiska jonowego
Precyzyjne sterowanie energią wiązki w strefie obróbki
Patentowany system SLCP zastępuje energochłonny łuk elektryczny stabilizowanym środowiskiem zjonizowanym o wysokiej energii elektronowej. Pozwala to precyzyjnie zarządzać procesem bez wprowadzania nadmiernego ciepła do materiału.
- Zogniskowana absorpcja: wysokoenergetyczne elektrony tworzą lokalną strefę „ciała doskonale czarnego", która zatrzymuje energię lasera dokładnie tam, gdzie jest potrzebna, i zapobiega rozpraszaniu ciepła w głąb materiału.
- Ochrona mikrostrukturalna: niskotemperaturowe jony utrzymują stabilność termiczną otoczenia i tworzą aktywną barierę chemiczną, która chroni strefę obróbki przed utlenianiem oraz utratą właściwości mechanicznych.
Jak działa system
Autorski układ optyczny i aktywacja gazów
System wykorzystuje zoptymalizowane źródła laserowe (dyskowe, diodowe i inne) generujące wiązkę w szerokim spektrum (od 200 nm do 15 µm). Energia jest kierowana przez autorski układ optyczny z dynamiczną kontrolą ogniskowej, co w połączeniu z modułem aktywacji gazów SLCP zapewnia wysoką czystość i powtarzalność procesu.
Sprawdzone procesy
System SLCP został zwalidowany w sześciu odrębnych metodach obróbki materiałów z wymiernymi zyskami względem obróbki samym laserem.
Spawanie (Tytan)
- Twardość złącza niższa o 17% i mniejsze naprężenia szczątkowe
- Bez porowatości i wtrąceń tlenkowych
Napawanie (Stellite 6 na stali)
- Szerokość napoiny większa o 24%
- Brak porowatości i pęknięć
Stopowanie (Metco 15E na stali)
- Twardość powierzchni 1049 HV1, czyli 2,7× materiału bazowego
- Brak porowatości
Dyspergowanie (ZrO2+Y2O3 w tytanie)
- Twardość powierzchni 4,5× materiału bazowego
- Niemożliwe bez CAP — samym laserem wszystkie próby zawiodły
Przetapianie powierzchniowe (WC na stali)
- Twardość wyższa o 17% niż przy samym laserze
- Połączenie adhezyjne zastąpione metalurgicznym
Obróbka cieplna powierzchni (Stal)
- Twardość powierzchni podwojona (787 vs 396 HV1)
- Brak widocznego utlenienia na obrabianej powierzchni
Główne zalety
Niższe zużycie energii
Współdziałanie środowiska jonowego z wiązką laserową obniża zapotrzebowanie na moc źródła lasera.
Minimalna strefa wpływu ciepła
SLCP koncentruje energię lasera w strefie obróbki i ogranicza niekorzystne zmiany poza zamierzonym obszarem.
Wcześniej niemożliwe procesy
Dyspergowanie ceramiki w tytanie i inne kombinacje nieosiągalne samym laserem.
Wbudowana ochrona przed utlenianiem
Zjonizowany argon chemicznie izoluje strefę obróbki od tlenu i azotu atmosferycznego.
Pełna kontrola mikrostruktury
Regulowane parametry SLCP pozwalają dostosować wielkość ziarna, rozkład naprężeń i skład fazowy.
Metale i kompozyty
Temperatury jonowe poniżej temperatury topnienia materiałów pozwalają obrabiać także materiały niemetaliczne.
Zastosowania
| Proces | Typowe zastosowanie |
|---|---|
| Spawanie | Złącza tytanowe klasy lotniczej, montaż cienkich blach |
| Napawanie | Powłoki odporne na zużycie dla narzędzi przemysłowych |
| Stopowanie | Utwardzanie powierzchni stali stopami Ni-Cr |
| Dyspergowanie | Ceramiczne wzmocnienie tytanu do ekstremalnego zużycia |
| Przetapianie | Konwersja powłok natryskiwanych na wiązanie metalurgiczne |
| Obróbka cieplna | Lokalne utwardzanie bez odkształceń całkowitych |
Dla kogo ta technologia?
- Zakłady obróbki metali i spawalnie szukające wydajniejszych i tańszych technologii
- Producenci lotniczy i obronni przetwarzający tytan i nadstopy
- Producenci narzędzi i powłok wydłużający żywotność komponentów
- Przetwórcy tworzyw i kompozytów potrzebujący precyzyjnej obróbki powierzchni
- Instytuty badawcze rozwijające hybrydowe metody obróbki
- Integratorzy technologii i OEM zainteresowani licencjonowaniem
Gotowość technologiczna
Technologia zwalidowana na skali pilotażowej, z pełną charakteryzacją metalograficzną i mikrostrukturalną, pomiarami twardości oraz analizą składu chemicznego. Objęta międzynarodowym zgłoszeniem patentowym.
Oferujemy licencje na wdrożenie technologii SLCP w Twoim zakładzie. Zapewniamy pełne wsparcie techniczne przy integracji systemu: od doboru konfiguracji po optymalizację parametrów procesu pod Twoje materiały.