الكسوة بالليزر: التعريف ، العملية ، المزايا ، 5 استخدامات


ما هو الكسوة بالليزر؟

يشير التكسية إلى عملية ربط معدنين مختلفين معًا. الكسوة بالليزر هي إحدى عمليات الكسوة التي تُستخدم لإيداع المواد على الأسطح بمساعدة الليزر. تبدأ العملية باستخدام الليزر لإذابة مادة خام مسحوقة أو سلكية لتغليف أجزاء من الركيزة أو لتصنيعها التصنيع مضافة التكنولوجيا.

المحتويات

كسوة السطح بالليزر على الركيزة. مصدر الصورة: الوافد الأولазерная наплавка запорной арматурыCC BY-SA 4.0

ما هي عملية الكسوة بالليزر؟

بشكل عام ، المسحوق المستخدم للكسوة بالليزر معدني بطبيعته. يتم حقن هذا المسحوق في نظام التكسية باستخدام فوهات جانبية أو محورية. يتفاعل بخار المسحوق المعدني مع شعاع الليزر مما يؤدي إلى ذوبان المسحوق وتشكيل أ تجمع تذوب. ثم يتم ترسيب هذا المسحوق المذاب على الركيزة. ثم يتم تحريك الركيزة من أجل ترسيخ البركة المعدنية وإنشاء مسار من المعدن الصلب. يستخدم نظام CAD (التصميم بمساعدة الكمبيوتر) للتحكم في حركة الركيزة التي تزرع المواد الصلبة في مجموعة من المسارات. يتم الحصول على النتيجة المطلوبة أخيرًا بعد انتهاء المسار. هذه هي تقنية الكسوة الأكثر استخدامًا باستخدام الليزر.

4 أنواع مختلفة من أنظمة تغذية المسحوق المعدني. !. نظام الأسلاك ، 2. نظام الفوهة الجانبية ، 3. نظام الفوهة الشعاعية ، 4. نظام الفوهة المخروطية. مصدر الصورة: المادةتكوينات فوهة الكسوة بالليزرCC BY-SA 3.0

في أنظمة معينة ، يُسمح للفوهة أو نظام الليزر بالتحرك بينما تظل الركيزة ثابتة عند إنتاج مسارات صلبة.

الكسوة بالليزر
رسم تخطيطي لنظام الكسوة المعدنية بالليزر. مصدر الصورة: المادةإعداد نظام الكسوة بالليزرCC BY-SA 3.0

ما هي استخدامات الكسوة بالليزر؟

تُستخدم كسوة السطح بالليزر لمجموعة متنوعة من الأغراض الصناعية مثل:

  • يتم استخدامه لتحسين الخواص الميكانيكية للمواد المصنوعة من المعدن أو السيراميك أو البوليمر.
  • يتم استخدامه لزيادة مقاومة التآكل.
  • يتم استخدامه لإصلاح الأجزاء التالفة.
  • يتم استخدامه لتصنيع مركبات المصفوفة المعدنية.
  • يتم استخدامه لإنتاج أسطح التشحيم الذاتي.

ما هي فوائد الكسوة بالليزر؟

مزايا الكسوة بالليزر هي:

  • الكسوة بالليزر جيدة لكسوة أي شكل وبنية.
  • تتميز بمعدل تبريد مرتفع للغاية مما يجعلها مفيدة في إنشاء بنى دقيقة دقيقة.
  • النتيجة النهائية خالية من الكراك والمسامية.
  • يسمح بالتكسية بمجموعة متنوعة من المواد (المعدن والسيراميك وحتى البوليمر).
  • هذه الطريقة جيدة لتطبيق المواد المتدرجة.
  • يوفر تخفيفًا منخفضًا بين الركيزة والمسارات ويضمن أيضًا رابطة معدنية قوية.
  • إنه يوفر تشوهًا منخفضًا للركيزة وله منطقة صغيرة تتأثر بالحرارة.
  • هذه طريقة مطورة جيدًا للتصنيع بالشكل القريب من الشبكة.
  • بالنسبة لأجزاء الإصلاح ، توفر هذه التقنية ترتيبات خاصة.
  • أنها تنطوي على استخدام التكنولوجيا المدمجة.

ما هو نوع الليزر المستخدم في الكسوة بالليزر؟

يتم تنفيذ الكسوة بالليزر بشكل عام باستخدام ثاني أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربون2 ليزر أو ليزر Nd: YAG. ومع ذلك ، تُستخدم في الوقت الحاضر ليزر الألياف أيضًا لتكسية الأسطح بالليزر.

ثاني أكسيد الكربون أو CO2 الليزر:

تُستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون لإنتاج أشعة ليزر مستمرة عالية الطاقة من ضوء الأشعة تحت الحمراء. تتراوح نطاقات الطول الموجي الرئيسية لهذه الليزرات من 9.6 إلى 10.6 ميكرومتر. تشتهر هذه الليزرات بكفاءتها العالية في استهلاك الطاقة حيث تصل القدرة الناتجة إلى نسبة طاقة الضخ إلى 20٪. أشعة الليزر المستمرة عالية الطاقة التي يوفرها ثاني أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربونيعتبر الليزر مهمًا للعديد من التطبيقات الصناعية مثل الكسوة ، واستخدام مواد القطع والقطع مثل المعدن أو الزجاج. تستخدم أيضًا أنواع معينة من ليزر ثاني أكسيد الكربون متوسط ​​ومنخفض الطاقة في نقش المعادن. 

ليزر ثاني أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربون2 مصدر الصورة بالليزر: مؤلف غير معروف ، ليزر ثاني أكسيد الكربون في مرفق اختبار تأثيرات الليزر، تم تمييزه كملك عام ، مزيد من التفاصيل حول ويكيميديا ​​كومنز

Nd: ليزر YAG:

تعد أشعة الليزر Nd: YAG (عقيق الإيتريوم المصنوع من الألومنيوم المشبع بالنيوديميوم) نوعًا مختلفًا من ليزر الحالة الصلبة حيث تُستخدم بلورات Nd: YAG كوسيط ليزر. يتم توفير عمل الليزر في ليزر Nd: YAG (عقيق الألومنيوم الإيتريوم المشبع بالنيوديميوم) بواسطة أيون النيوديميوم Nd (III) وتكون عملية الليزر مماثلة لتلك الخاصة بأيونات الكروم الأحمر المستخدمة في ليزر الياقوت. يلعب ليزر Nd: YAG دورًا مهمًا في العديد من أغراض التصنيع مثل النقش ، ونقش المعادن ، والكسوة بالليزر ، وتلميع الأسطح المعدنية ، واللحام ، وقطع الفولاذ ، والسبائك ، أو أشباه الموصلات.

Nd: YAG (عقيق الإيتريوم المصنوع من الألومنيوم المشبع بالنيوديميوم). مصدر الصورة: ككمورايباورلايت NdYAGCC BY 3.0

ليزر الألياف الضوئية:

تعمل ليزرات الألياف الضوئية على مبدأ الانعكاس الداخلي الكلي باستخدام الألياف الضوئية لنقل الضوء. تُستخدم هذه الليزرات بشكل أساسي لنقل الضوء لمسافات طويلة دون فقد الكثير من الطاقة. يتحقق هذا أيضًا من التشوه الحراري لشعاع الليزر. من المعروف أن الليزر القائم على الألياف الضوئية ينتج طاقة خرج أعلى من أنواع الليزر الأخرى. تولد مساحة السطح العالية لنسبة الحجم لهذه الليزرات طاقة خرج مستمرة تنتمي إلى مستوى الكيلوواط مع تبريد فعال. يتم تقليل التشوه في المسار البصري بسبب مشاكل حرارية مختلفة بواسطة الدليل الموجي للألياف الضوئية.

ما هو الكسوة الآلية بالليزر?

في آلات الكسوة الليزرية العادية ، يجب توفير معلمات مثل نقطة بؤرية الليزر ، وقوة الليزر ، ومعدل حقن المسحوق ، وسرعة الركيزة ، وما إلى ذلك يدويًا بواسطة الفني. تتطلب العملية أيضًا إشرافًا مستمرًا. لذلك ، لتسهيل عملية الكسوة ، تم دمج التكنولوجيا الآلية. تحتوي هذه الآلات الآلية على مستشعرات لتوجيه ومراقبة عملية الكسوة بأكملها. تراقب هذه المستشعرات الخصائص المعدنية للركيزة (مثل معدل التصلب) ومعلومات درجة الحرارة والهندسة (مثل عرض وارتفاع المسار المترسب).

لمعرفة المزيد عن الليزر وفيزياء الليزر قم بزيارة https://lambdageeks.com/laser-physics/

مزيد من المعلومات حول ترسيب المعادن بالليزر, الحفر بالليزر, تنظيف بالليزرالتبريد بالليزرالنقش بالليزر و ميكروفون ليزر.

سانشاري تشاكرابورتي

مرحبًا ، أنا سانشاري تشاكرابورتي. لقد حصلت على درجة الماجستير في الإلكترونيات. أحب دائمًا استكشاف الاختراعات الجديدة في مجال الإلكترونيات. أنا متعلم شغوف ، مستثمر حاليًا في مجال البصريات التطبيقية والضوئيات. أنا أيضًا عضو نشط في SPIE (الجمعية الدولية للبصريات والضوئيات) و OSI (الجمعية البصرية في الهند). تهدف مقالاتي إلى تسليط الضوء على موضوعات البحث العلمي عالية الجودة بطريقة بسيطة ولكنها غنية بالمعلومات. العلم يتطور منذ زمن سحيق. لذا ، أحاول جهدي للاستفادة من التطور وتقديمه للقراء. دعنا نتواصل من خلال https://www.linkedin.com/in/sanchari-chakraborty-7b33b416a/

آخر المقالات

رابط لـ 3 حقائق عن استخدام خاصية Keep In Tense (الحاضر والماضي والمستقبل)

3 حقائق عن استخدام Keep In Tense (الحاضر والماضي والمستقبل)

تمثل الأزمنة الثلاثة أفعال الأفعال في أوقات مختلفة. يمكننا استخدام الفعل "keep" في صيغ مختلفة من الزمن. الآن ، سوف نستكشف كيف يتصرف في مختلف الأزمنة. نصنع "حفظ" ...