Laserpuurimistehnoloogia{0}}titaanisulamite ülitäpseks töötlemiseks

Titaanisulamid, millel on kõrge Vickersi kõvadus ja madal soojusjuhtivus, esitavad tavapärase mehaanilise puurimise jaoks märkimisväärseid väljakutseid, sealhulgas tööriista kiirenenud kulumine, tõsine termiline deformatsioon ja halb töötlemistäpsus. Laserpuurimine, kasutades kontaktivaba töötlemise, suure täpsuse ja suure tõhususe eeliseid, murrab läbi titaanisulami täppistöötluse tõkked. See võib võimaldada tipptasemel-tootmise uuendamist mikroni-tasemel ja intelligentse tootmise suunas.

 

 

Laserpuurimine fokuseerib suure{0}}energiatihedusega-laserikiire titaanisulami pinnale, põhjustades materjali kohese sulamise, aurustumise ja plasmaks muutumise. Jäägid väljutatakse kõrgrõhuga-gaasiga, moodustades suure täpsusega-augud. Selle täiustatud olemus seisneb energia- ja töötlemisprotsesside täpses juhtimises ning põhilisi läbimurdeid impulsstehnoloogia iteratsioonis ja töötlemisrežiimide optimeerimises.

 

Impulsstehnoloogia on arenenud nanosekunditest pikosekundiliste ja femtosekundiliste ülikiirete{0}}laseriteni. See saavutab materjali otsese aurustumise, vähendades soojuse{2}}mõjutsooni (HAZ) alla 5 μm ja vältides defekte, nagu uuesti valatud kihid. Titaanisulami infrapuna-femtosekundiline lasertöötlus annab tulemuseks augu seina kareduse (Ra), augu läbimõõdu täpsuse ±2 μm ja korduva positsioneerimise täpsuse ±1,5 μm, mis vastab kõrgekvaliteedilise tootmise täpsusnõuetele.

 

Peamised töötlemisviisid on löökpuurimine ja trepaningpuurimine:

Löökpuurimine juhib sügavust impulsside kaudu, muutes selle tavaliste mikro{0}}aukude masstootmiseks väga tõhusaks;

 

Trepaning-puurimine põhineb ümmargusel suhtelisel liikumisel, saavutades suurepärase augu kuju ja seina kvaliteedi ning suudab töödelda -täpseid auke, mille kuvasuhe ületab 50:1. Koos 5-teljeühenduse dünaamilise teravustamise ja CCD visuaalse positsioneerimise tehnoloogiaga saab see töödelda ka erikujulisi auke keerukatel kõveratel pindadel ja kaldenurkadel, mis on väiksemad või võrdsed 45 kraadiga, kusjuures kõrvalekalle augu telje ja kavandatud normaaljoone vahel on väiksem või võrdne 1,5 kraadi .

 

 

Pildi allikas:sciencedirect laserpuurimisest

 

 

Võrreldes traditsioonilise mehaanilise puurimise ja elektrilahendusmehaaniga (EDM), moodustab laserpuurimine neli{0}}ühes-tehnilise konkurentsivõime titaanisulami täppistöötluses, mis koosneb täpsusest, tõhususest, paindlikkusest ja keskkonnasõbralikkusest, koos ulatuslike eelistega. Peamised esiletõstmised on ülimalt-kõrge tõhususe ja täpsuse kaks läbimurret:

 

Suure-võimsusega kiudlaserid koos 200 kHz kõrgsageduslike-impulssidega võimaldavad ühe-auguga töötlemist 0,05-0,5 sekundiga, mis on 10-1000 korda tõhusam kui EDM. Lennukimootorite turbiinilabade töötlemise tootmisvõimsust suurendatakse üle 300%. Fookuspunkti suurus on väiksem või võrdne 15 μm, ava läbimõõdu täpsus ±15 μm ja ümarus 95% või suurem, mis võimaldab stabiilselt töödelda mikroauke vahemikus 0,001 mm kuni 1 mm, mis on palju täpsem kui traditsiooniline mehaaniline töötlemine.

 

Kontaktivaba töötlemine ja täielik materjali kohandatavus laiendavad kasutuspiire: lõikejõu-indutseeritud deformatsioon puudub, sobib titaanisulamitele paksusega 0,1-50 mm; Intelligentne lainepikkuste vahetamine, energiagradiendi kompenseerimine ja 0,2{5}}0,8 MPa kõrgrõhuga-kõrgsurvega abigaas tagavad purskevaba- ja pingevaba-kontsentratsioonivaba läbiva augu töötlemise, mille HAZ on väiksem või võrdne 50 μm, sobib titaanalloüülkomponentide katmiseks termilise barjääriga.

 

Intelligentsus ja roheline tootmine on kooskõlas tööstusliku uuendamisega: seadmed integreerivad tehisintellekti ja{0}}reaalajas jälgimise, et optimeerida dünaamiliselt töötlemisparameetreid, suurendades ava läbimõõdu kvalifikatsioonimäära 98%-ni ja vähendades käsitsi silumise aega 90% võrra; Minimaalse koguse määrimise (MQL) või superkriitilise CO₂ kasutamine lõikevedelike asemel vähendab reovee väljajuhtimist üle 90%, elektro-optilise muundamise efektiivsus ületab 30% ja ühiku energiatarve väheneb 60%, mis vastab tipptasemel tootmise kahekordse süsinikueesmärgile ja keskkonnanõuetele.

 

 

Laserpuurimistehnoloogia arenenud rakendus kujundab ümber titaanisulamist komponentide tootmisprotsesse kosmosetööstuses, meditsiiniseadmetes, uutes energiasõidukites ja muudes valdkondades, muutudes põhikomponentide masstootmise põhiliseks tehniliseks toeks.

 

Lennunduses murrab see tehnoloogia läbi kuumade -otsakomponentide valmistamise piirangud: titaanisulamist turbiinilabade jahutusaukude femtosekundiline lasertöötlus termilise barjääriga väldib katte kahjustamist, parandab jahutusõhu voolu ühtlust ja mootori termilist efektiivsust, pikendab labade eluiga ja parandab õhusõidukite kaalu vähendamisel kasutatavate õhumassiivide töötlemise efektiivsust.

 

Meditsiiniseadmete valdkonnas loob see täppismeditsiinile kindla struktuurse aluse: ortopeediliste implantaatide kolme-dimensiooniline läbi-auguline võrgustik kiirendab luude integreerumist, kardiovaskulaarsete stentide mikro-soonte töötlemine pikendab väsimuse eluiga ning kunstlike stentide mikro-lühenemisaega pikendab aukude töötlemist. operatsioonijärgne kuulmise taastumise määr.

Uute energiasõidukite ja tarbeelektroonika valdkondades soodustab see toodete kergendamist ja jõudluse parandamist: toiteakude korpuste töötlemine vähendab märkimisväärselt räbujääke ja Kokkupandavate ekraanihingede töötlemisega saavutatakse kaalu vähendamine ja pikk kokkuklapitav eluiga ning mobiiltelefoni keskraamide kõlarite aukude töötlemine tagab stabiilse akustilise jõudluse.

 

 

Ruihang Group on spetsialiseerunud teie täppistöötluse jaoks kvaliteetse{0}}titaanist tooraine tootmisele. Lisateabe saamiseks võtke meiega ühendust e-posti teel:Sam.Rui@bjrh-titanium.com

 

Viide:
Voisey, KT jt. "Laser puurimine." ScienceDirecti teemad, Elsevier, 2010-2022, https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/laser-drilling.