Basiskenmerken van lasercladdingtechnologie
Lasercladdingtechnologie, een zeer geavanceerde oppervlaktebehandelingstechniek, kan grofweg worden onderverdeeld in twee hoofdtypen op basis van het poedertoevoerproces: de poedervooraf ingestelde methode en de synchrone poedertoevoermethode. Hoewel beide methoden vergelijkbare eindresultaten opleveren, biedt de synchrone poedertoevoermethode een aantal belangrijke voordelen. Het maakt naadloze automatisering mogelijk, wat cruciaal is voor grootschalige industriële productie. Deze methode kenmerkt zich ook door een hoge absorptiesnelheid van laserenergie, waardoor het gebruik van laserbronnen wordt geoptimaliseerd. Bovendien zijn componenten die met deze methode worden vervaardigd vrij van interne poriën, wat hun structurele integriteit waarborgt. Bij metaalkeramische cladding komt de synchrone poedertoevoermethode echt tot zijn recht. Het verbetert de scheurweerstand van de claddinglaag aanzienlijk en garandeert een gelijkmatige verdeling van de harde keramische fasen, waardoor de algehele prestaties van het gecoate oppervlak worden verbeterd.
Lasercladding wordt gekenmerkt door een aantal onderscheidende eigenschappen. Ten eerste kenmerkt het zich door een verbazingwekkend snelle afkoelsnelheid, tot wel 10⁶ K/s. Dit snelle stollingsproces leidt tot de vorming van een fijnkorrelige microstructuur. Het maakt ook de creatie mogelijk van nieuwe fasen die onder normale evenwichtscondities niet mogelijk zijn, zoals metastabiele fasen en amorfe structuren. Deze unieke microstructurele eigenschappen geven de geclade materialen verbeterde mechanische en fysische eigenschappen.
Ten tweede is de verdunningsgraad van de coating bij lasercladding doorgaans minder dan 5%. Dit resulteert in een sterke metallurgische binding of diffusiebinding met het substraat. Door de laserprocesparameters, zoals vermogen, scansnelheid en poedertoevoersnelheid, nauwkeurig af te stellen, kan een hoogwaardige coating met een lage verdunningsgraad worden verkregen. Deze controle over de samenstelling en verdunningsgraad van de coating maakt maatwerk mogelijk om aan specifieke toepassingsvereisten te voldoen.
Ten derde vereist lasercladding minimale warmte-input, wat op zijn beurt zeer weinig vervorming veroorzaakt. Wanneer snelle cladding met een hoge vermogensdichtheid wordt toegepast, kan de vervorming zodanig worden beperkt dat deze binnen de assemblagetolerantie van het onderdeel valt. Dit maakt het geschikt voor de bewerking van precisieonderdelen zonder in te boeten aan maatnauwkeurigheid.
Ten vierde zijn er vrijwel geen beperkingen wat betreft de poederkeuze. Dit betekent dat het mogelijk is om legeringen met een hoog smeltpunt op het oppervlak van metalen met een laag smeltpunt aan te brengen, waardoor de materiaalcombinaties en toepassingen van lasercladding worden uitgebreid. Ook de dikte van de claddinglaag varieert aanzienlijk, met een coatingdikte van 0,2 tot 2,0 mm na een enkele poedertoevoergang.
Selectief bekleden is een ander belangrijk voordeel van laserbekleding. Het maakt gerichte toepassing van de coating mogelijk, waardoor materiaalverspilling wordt verminderd en een uitstekende prijs-kwaliteitverhouding wordt bereikt. De mogelijkheid om de laserstraal te richten maakt bekleding op moeilijk bereikbare plaatsen mogelijk, waardoor het geschikt is voor complexe componenten. Ten slotte is het proces zeer goed te automatiseren, wat zorgt voor een consistente kwaliteit en efficiënte productie in industriële omgevingen.
