Teknologi Penggerudian Laser Untuk-Pemesinan Aloi Titanium Ketepatan Tinggi

Aloi titanium, dengan kekerasan Vickers yang tinggi dan kekonduksian terma yang rendah, memberikan cabaran ketara untuk penggerudian mekanikal konvensional, termasuk haus alat yang dipercepatkan, ubah bentuk haba yang teruk dan ketepatan pemesinan yang lemah. Penggerudian laser, menggunakan kelebihan pemprosesan bukan{1}}sentuh, ketepatan tinggi dan kecekapan tinggi, menembusi halangan pemesinan ketepatan aloi titanium. Ia boleh mendayakan peningkatan-pembuatan tinggi ke arah tahap-mikron dan pengeluaran pintar.

 

 

Penggerudian laser memfokuskan pancaran laser-tenaga{1}}tinggi pada permukaan aloi titanium, menyebabkan bahan mencairkan, mengewap dan bertukar menjadi plasma serta-merta. Sisa dikeluarkan oleh-gas tekanan tinggi untuk membentuk lubang-kepersisan tinggi. Sifat canggihnya terletak pada kawalan tepat tenaga dan proses pemprosesan, dengan penemuan teras dalam lelaran teknologi nadi dan pengoptimuman mod pemprosesan.

 

Teknologi nadi telah maju daripada nanosaat kepada picosaat dan femtosaat ultra-laser pantas. Ia mencapai pengewapan bahan langsung, mengurangkan haba-zon terjejas (HAZ) kepada di bawah 5μm dan mengelakkan kecacatan seperti lapisan tuang semula. Pemprosesan laser femtosaat inframerah aloi titanium menghasilkan kekasaran dinding lubang (Ra), ketepatan diameter lubang ±2μm dan ketepatan kedudukan ulangan ±1.5μm, memenuhi keperluan ketepatan pembuatan-tinggi.

 

Mod pemprosesan arus perdana ialah penggerudian perkusi dan penggerudian trepanning:

Penggerudian perkusi mengawal kedalaman melalui denyutan, menjadikannya sangat cekap untuk pengeluaran besar-besaran lubang-mikro biasa;

 

Penggerudian trepanning bergantung pada gerakan relatif bulat, mencapai bentuk lubang yang unggul dan kualiti dinding serta boleh memproses-lubang berketepatan tinggi dengan nisbah bidang melebihi 50:1. Digabungkan dengan pemfokusan dinamik pautan 5-paksi dan teknologi penentududukan visual CCD, ia juga boleh memproses lubang berbentuk khas pada permukaan melengkung yang kompleks dan pada sudut kecondongan Kurang daripada atau sama dengan 45 darjah , dengan sisihan antara paksi lubang dan garis normal yang direka bentuk Kurang daripada atau sama dengan 1.5 darjah .

 

 

Sumber imej:sciencedirect tentang Penggerudian Laser

 

 

Berbanding dengan penggerudian mekanikal tradisional dan pemesinan nyahcas elektrik (EDM), penggerudian laser membentuk empat-dalam-satu daya saing teknikal "ketepatan, kecekapan, fleksibiliti dan kemesraan alam sekitar" dalam pemesinan ketepatan aloi titanium, dengan kelebihan menyeluruh. Sorotan teras ialah dua penemuan dalam kecekapan dan ketepatan ultra-tinggi:

 

Laser gentian kuasa tinggi-digabungkan dengan denyutan frekuensi tinggi 200kHz-mendayakan pemprosesan satu-lubang dalam 0.05-0.5 saat, 10-1000 kali lebih cekap daripada EDM. Kapasiti pengeluaran pemprosesan bilah turbin aero-enjin meningkat lebih 300%. Saiz titik fokus adalah Kurang daripada atau sama dengan 15μm, dengan ketepatan diameter lubang ±15μm dan kebulatan Lebih besar daripada atau sama dengan 95%, membolehkan pemprosesan stabil lubang mikro antara 0.001mm hingga 1mm, yang jauh lebih tepat daripada pemprosesan mekanikal tradisional.

 

Pemprosesan tanpa-sentuh dan kebolehsuaian bahan penuh meluaskan sempadan aplikasi: Tiada daya pemotongan-ubah bentuk teraruh, sesuai untuk aloi titanium dengan ketebalan 0.1-50mm; Pensuisan pintar panjang gelombang, pampasan kecerunan tenaga dan 0.2-0.8MPa-tekanan tinggi gas tambahan merealisasikan burr-bebas dan tekanan-pemprosesan lubang telus tanpa kepekatan, dengan HAZ Kurang daripada atau sama dengan 50μm, sesuai untuk komponen salutan titanium

 

Kepintaran dan pembuatan hijau sejajar dengan peningkatan industri: Peralatan menyepadukan AI dan pemantauan masa-sebenar untuk mengoptimumkan parameter pemprosesan secara dinamik, meningkatkan kadar kelayakan diameter lubang kepada 98% dan mengurangkan masa penyahpepijatan manual sebanyak 90%; Menggunakan kuantiti minimum pelinciran (MQL) atau superkritikal CO₂ dan bukannya memotong cecair mengurangkan pelepasan air kumbahan sebanyak lebih 90%, dengan elektro-kecekapan penukaran optik melebihi 30% dan penggunaan tenaga unit dikurangkan sebanyak 60%, mematuhi matlamat dwi karbon dan keperluan alam sekitar-pengilangan tinggi.

 

 

Aplikasi matang teknologi penggerudian laser membentuk semula proses pembuatan komponen aloi titanium dalam aeroangkasa, peranti perubatan, kenderaan tenaga baharu dan bidang lain, menjadi sokongan teknikal teras untuk pengeluaran besar-besaran komponen teras utama.

 

Dalam bidang aeroangkasa, teknologi ini menembusi had pembuatan komponen hujung-panas: Pemprosesan laser femtosaat bagi lubang penyejukan dalam bilah turbin aloi titanium dengan salutan penghalang haba mengelakkan kerosakan salutan, meningkatkan keseragaman aliran udara penyejuk dan kecekapan terma enjin, memanjangkan hayat bilah dan meningkatkan kecekapan pemprosesan susunan lubang pengurangan berat pada pesawat yang ringan.

 

Dalam bidang peranti perubatan, ia meletakkan asas struktur yang kukuh untuk perubatan ketepatan: Rangkaian tiga-melalui-lubang implan ortopedik mempercepatkan osseointegrasi, pemprosesan alur mikro-stent kardiovaskular meningkatkan hayat keletihan, dan-pemprosesan lubang mikro bagi masa pemulihan buatan dan memendekkan masa pemulihan pembedahan.

Dalam bidang kenderaan tenaga dan elektronik pengguna baharu, ia menggalakkan peringanan produk dan peningkatan prestasi: Pemprosesan selongsong bateri kuasa dengan ketara mengurangkan sisa sanga dan risiko litar-pendek, dan pemprosesan lubang mikro-plat bipolar sel bahan api hidrogen meningkatkan kapasiti pengeluaran dengan ketara; Pemprosesan engsel skrin boleh lipat mencapai pengurangan berat dan jangka hayat lipatan yang panjang, dan pemprosesan lubang pembesar suara dalam bingkai tengah telefon mudah alih memastikan prestasi akustik yang stabil.

 

 

Kumpulan Ruihang mengkhusus dalam menghasilkan-bahan mentah titanium berkualiti tinggi untuk pemesinan ketepatan anda. Untuk butiran lanjut, sila hubungi kami melalui E-mel:Sam.Rui@bjrh-titanium.com

 

Rujukan:
Voisey, KT, et al. "Penggerudian Laser." ScienceDirect Topics, Elsevier, 2010-2022, https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/laser-drilling.