75. Tratarea suprafețelor cu laser în fabricație

Leszek A. Dobrzan´ ski, Anna D. Dobrzan´ ska-Danikiewicz, Tomasz Tan´ ski, Ewa Jonda, Aleksandra Drygała, și Miroslaw Bonek

75.1 Introducere
75.2
Lasere și radiația laser
75.3
Tratament în ingineria materialelor
Călirea la suprafață a oțelurilor
Aliere
și alimentare cu laser
Tratarea suprafețelor cu laser
Tehnologii de prototipare rapidă cu utilizarea fasciculului laser
Aplicarea radiațiilor laser pentru sinteza materialelor
Aplicarea laserului în fotovoltaice
Îndepărtarea și curățarea stratului de acoperire cu laser
Tăiere, perforare și gravare cu laser și marcare cu laser
Îmbunătățirea cu laser a rugozității
75.4
Principalele tendințe și direcții de dezvoltare
75.5
Rezumat, referințe.

Abstract

Tehnicile de fabricație cu laser aparțin celor mai promițătoare și eficiente, contribuind la dezvoltarea tehnologică în multe ramuri ale industriei și mai ales în cele în care domină prelucrarea materialelor. Tratamentul cu laser este caracteristic pentru funcționarea fără contact, selectivitatea și posibilitatea de automatizare completă a procesului. Natura fără contact a tratamentului cu laser garantează curățenia locului de tratament și face posibilă, de asemenea, controlul de la distanță al fasciculului laser prin bariere transparente de protecție, în vid, atmosferă gazoasă sau sub apă. Este important ca cineva să poată concentra un fascicul de radiație laser la o dimensiune foarte mică, chiar și la fel de mică ca o porțiune de micrometru. Acest lucru face viabilă atingerea unor valori de concentrare a puterii mari în exterior și acționarea selectivă cu fasciculul pe zone de materiale atent selectate, de exemplu,
Laser manufacturing techniques belong to the most promising and efficient ones, contributing to the technological development in many industry branches and especially those in which material processing dominates. Laser treatment is characteristic of contactless operation, selectivity, and possibility of full process automation. Contactless nature of laser treatment guarantees cleanliness of the treatment location and makes also possible remote control of the laser beam through transparent protection barriers, in vacuum, gas atmosphere, or under water. It is important that one can concentrate a laser radiation beam to a very small dimension, even as small as a portion of a micrometer. This makes it viable to achieve externally big power concentration values and selective acting with the beam on carefully selected material areas, e.g., in locations hard to access, subjected to mechanical loads, etc., with no fear of the effect of the delivered heat on the adjacent areas, neighboring elements and part deformation.

În urma unei introduceri a fundamentelor laserului în prima parte a capitolului, aspectele teoretice asociate cu radiația laser și structura și principiul de funcționare al laserelor au fost discutate în a doua parte a prezentului capitol privind tratarea cu laser a materialelor metalice și nemetalice. A treia parte a lucrării prezintă cunoștințe dedicate celor mai populare tehnici de tratare cu laser a materialelor de inginerie, cum ar fi prelucrarea la cald; retopire; aliere/placare cu laser; placare cu laser; depunere chimică și fizică de vapori asistată cu laser (LACVD și LAPVD); tratarea cu laser a materialelor funcționale (de exemplu, texturarea cu silicon); curățare, tăiere, găurire și marcare cu laser; și microprelucrare cu laser.

Following an introduction of laser fundamentals in the first part of the chapter, theoretical aspects associated with laser radiation and the structure and operating principle of lasers were discussed in the second part of the present chapter concerning laser treatment of metallic and nonmetallic materials. The third part of the work presents knowledge devoted to the most popular techniques of laser treatment of engineering materials such as hot working; remelting; laser alloying/cladding; laser hardfacing; laser-assisted chemical and physical vapor deposition (LACVD and LAPVD); laser treatment of functional materials (e.g., silicone texturization); laser cleaning, cutting, drilling, and marking; and laser micromachining. The application examples of lasers in materials engineering described in part 4 of the article are supplementing the knowledge relating to the utilization of laser techniques.