Datorită naturii direcționale a luminii laser, ingineria suprafeței cu laser poate fi aplicată în zone specifice ale unei piese de prelucrat. Însă, principalele dezavantaje ale inginerii suprafețelor cu laser în raport cu celelalte tehnologii sunt costul inițial ridicat al echipamentului și incapacitatea de a se aplica pe suprafețe mari. Cu toate acestea, ingineria suprafețelor cu laser este o tehnică prietenoasă cu mediul, care este flexibilă și versatilă în natură. În acest sens, este relevant să menționăm că, în ciuda numărului mare de avantaje asociate cu ingineria suprafețelor cu laser, procesul nu a fost încă popularizat industrial din cauza lipsei de informații disponibile despre fenomenele de interacțiune laser-materie din diferite materiale și a modificării în materiale, microstructuri și proprietăți dezvoltate în zonele durificate sau aliate/placate.

În acest sens, este relevant de menționat că, dintre toate tehnicile existente de inginerie a suprafețelor, durificarea suprafeței cu laser și placarea suprafeței cu laser sunt două tehnici importante care se bucură de statutul de piață pentru dezvoltarea suprafețelor cu rezistență la uzură și coroziune pentru aplicații auto și aerospațiale. Exemple notabile de aplicații ale ingineriei suprafețelor cu laser includ următoarele.

Durificarea ansamblurilor mecanismelor de direcție

Prima aplicare comercială în producție a tratamentului termic cu laser este durificarea ansamblului mecanismului de direcție (Ready și Farson Dave 2001). Proiectate inițial ca un proces de tratare termică în cuptoare discontinue, pompele de servodirecție pentru autovehicule au devenit un subiect pentru îmbunătățirea procesului, deoarece costul energiei a făcut scump programul cuptorului de 24 de ore. În loc să încălziți 5 kg de fontă maleabilă feritică, inginerii de la divizia de mecanisme de direcție a unei companii de automobile din SUA au decis să producă o suprafață localizată rezistentă la uzură pe orificiul interior al carcasei pompei, ca protecție împotriva uzurii așteptate de la pistonul care funcționează sub sarcini mai grele. Experimentele cu un fascicul laser CO2 defocalizat au indicat că o serie de cinci piste durificate, plasate strategic, ar produce o rezistență suficientă la uzură fără distorsiuni parțiale. In practică, fasciculul de la un laser CO2 la nivel de kilowați este direcționat printr-un dispozitiv optic rotativ către orificiul interior al carcasei pompei. O oglindă disponibilă, montată pe piston, este secvențiată în sus și în jos, astfel încât fasciculul să producă dungi verticale pe orificiul mecanismului de direcție. Un punct de lumină laser cu diametru mare și densitate de putere redusă produce căldura necesară durificării unei piste cu lățimea de 2,5 mm la o adâncime de 0,35 mm.

Căptușeli ale cilindrilor pentru motor diesel

Combustibilul utilizat la motoarele diesel de cale ferată conține reziduuri abrazive, cum ar fi vanadiu, care provoacă zgârieturi excesive pe peretele alezajului căptușelilor cilindrilor din fontă maleabilă. Una dintre cele mai logice alegeri pentru a obține rezistența dorită la uzură a fost placarea cu crom pentru a oferi o suprafață netedă, dură și rezistentă chimic. Din păcate, procesul de cromare are probleme grave de mediu, în special în ceea ce privește tratarea apelor reziduale din proces. Durificarea prin transformare cu laser este o cale eficientă de îmbunătățire a rezistenței la uzură a suprafeței, cu capacitatea sa de a dezvolta un strat dur cu precizie, cu o zonă minimă afectată de căldură și o distorsiune minimă a substratului.

Palete turbină

Durificarea palelor pentru turbinele cu abur, care pot fi erodate de picăturile de apă în timpul funcționării turbinei, este un alt domeniu de aplicare a durificării suprafeței cu laser. Alte abordări de creștere a durității palelor, cum ar fi durificarea la flacără sau placarea cu un metal dur, precum StelliteTM, au avut diverse dezavantaje, așa cum au indicat Ready și Farson (2001). Durificarea cu laser a suprafeței palelor de turbine a fost utilizată în mai multe țări de câțiva ani, așa cum au indicat Ready și Farson (2001).

Axe de butuc

Durificarea selectivă cu laser a axelor mari de butuc utilizate pentru basculante industriale s-a dovedit a fi o alternativă viabilă din punct de vedere economic în comparație cu alte procese de durificare în vrac. Un oțel carbon mediu de tip AISI 4140 este utilizat pentru fabricarea componentelor de ~45 kg, cu zone specificate necesare pentru a avea rezistență mare la uzură și oboseală.

Aplicarea de aliere/placare a suprafeței cu laser

Placarea cu laser poate fi aplicată pentru fabricarea pieselor de schimb și întreținerea și repararea componentelor și echipamentelor uzate. Placarea cu laser a suprafeței este utilizată pentru a produce suprafețe rezistente la uzura abrazivă, erozivă și adezivă, coroziunea umedă, oxidarea și coroziunea la temperaturi ridicate, etc. Aplicațiile tipice ale acoperirilor cu laser sunt în arbori, tije și etanșări, piese de supape, supape glisante și discuri, supape de evacuare în motoare, cilindri și role, componente ale pompelor, componente ale turbinei, plăci de uzură, îmbinări de etanșare și suprafețe de îmbinare, unelte, lame și matrițe.

Domeniul viitor al activităților de cercetare în domeniul ingineriei suprafețelor cu laser include (a) dezvoltarea suprafeței gradate multifuncționale pentru aplicarea structurală, (b) nanostructurarea suprafeței pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice și electrochimice, (c) dezvoltarea suprafeței nano-compozite și (d) posibilități în activitățile de cercetare pentru aplicarea tehnicilor hibride de acoperire pentru microstructuri și proprietăți optime.