¿Qué es el revestimiento láser? | Proceso | 5 usos importantes | Ventajas

¿Qué es el revestimiento láser? | Proceso | 5 usos importantes | Ventajas

REVESTIMIENTO LÁSER

¿Qué es el revestimiento láser?

El revestimiento se refiere a un proceso de unir dos metales diferentes. El revestimiento láser es uno de esos procesos de revestimiento que se utiliza para depositar material en superficies con la ayuda de láseres. El proceso comienza con el uso de láseres para fundir una materia prima en polvo o cableada para recubrir porciones de un sustrato o para fabricar Fabricación aditiva tecnología.

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Revestimiento de superficie láser sobre un sustrato. Fuente de imagen: Primer llegadoЛазерная наплавка запорной арматурыCC BY-SA 4.0

Contenido

¿Cuál es el proceso de revestimiento por láser?

Generalmente, el polvo utilizado para el revestimiento por láser es de naturaleza metálica. Este polvo se inyecta en el sistema de revestimiento mediante boquillas laterales o coaxiales. El vapor de polvo metálico interactúa con el rayo láser que hace que el polvo se derrita y forme una piscina de fusión. Este polvo fundido se deposita luego sobre el sustrato. A continuación, se mueve el sustrato para solidificar la piscina de metal y generar una pista de metal sólido. El sistema CAD (Computer-Aided Design) se utiliza para controlar el movimiento del sustrato que implanta materiales sólidos en un conjunto de pistas. El resultado requerido se obtiene finalmente una vez finalizada la trayectoria. Esta es la técnica de revestimiento con láser más utilizada.

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4 variantes diferentes de sistemas de alimentación de polvo metálico. !. Sistema de alambre, 2. Sistema de boquilla lateral, 3. Sistema de boquilla radial, 4. Sistema de boquilla cónica. Fuente de imagen: MaterialgeezaConfiguraciones de boquillas de revestimiento láserCC BY-SA 3.0

En ciertos sistemas, se permite que la boquilla o el sistema láser se muevan mientras el sustrato permanece estacionario cuando se producen pistas solidificadas.

revestimiento láser
Un diagrama esquemático de un sistema de revestimiento de metal láser. Fuente de imagen: MaterialgeezaConfiguración del sistema de revestimiento láserCC BY-SA 3.0

¿Cuáles son los usos del revestimiento láser?

El revestimiento de superficies láser se utiliza para una variedad de propósitos industriales como:

  • Se utiliza para mejorar las propiedades mecánicas de materiales hechos de metal, cerámica o polímero.
  • Se utiliza para aumentar la resistencia a la corrosión.
  • Se utiliza para reparar piezas desgastadas.
  • Se utiliza para fabricar compuestos de matriz metálica.
  • Se utiliza para producir superficies autolubricantes.

¿Cuáles son los beneficios del revestimiento láser?

Las ventajas del revestimiento láser son:

  • El revestimiento láser es bueno para revestir cualquier forma y estructura.
  • Tiene una velocidad de enfriamiento extremadamente alta que es beneficiosa para crear microestructuras finas.
  • El resultado final producido carece de grietas y porosidad.
  • Permite revestimientos en una variedad de materiales (metal, cerámica e incluso polímero).
  • Este método es bueno para la aplicación de material graduado.
  • Proporciona una baja dilución entre el sustrato y las pistas y también asegura una fuerte unión metalúrgica.
  • Proporciona una baja deformación del sustrato y tiene una pequeña zona afectada por el calor.
  • Este es un método bien desarrollado para la fabricación de formas casi netas.
  • Para las piezas de reparación, esta técnica proporciona disposiciones particulares.
  • Implica el uso de tecnología compacta.

¿Qué tipo de láseres se utilizan en el revestimiento láser?

El revestimiento láser se realiza generalmente con dióxido de carbono o CO2 láseres o láseres Nd: YAG. Sin embargo, hoy en día los láseres de fibra también se utilizan para el revestimiento de superficies con láser.

Dióxido de carbono o CO2 láseres:

Los láseres de dióxido de carbono se utilizan para producir rayos láser continuos de luz infrarroja de alta potencia. Las principales bandas de longitud de onda de estos láseres oscilan entre 9.6 y 10.6 micrómetros. Estos láseres son conocidos por su alta eficiencia energética con una relación entre la potencia de salida y la potencia de la bomba que llega hasta el 20%. Los rayos láser continuos de alta potencia proporcionados por dióxido de carbono o COLos láseres son importantes para varias aplicaciones industriales como revestimientos, manejo y corte de materiales como metal o vidrio. Ciertos láseres de dióxido de carbono de media y baja potencia también se utilizan para el grabado de metales. 

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Láser de dióxido de carbono o CO2 láser Fuente de la imagen: autor desconocido, Láser de dióxido de carbono en la instalación de prueba de efectos láser, marcado como dominio público, más detalles sobre Wikimedia Commons

Láseres Nd: YAG:

Los láseres de Nd: YAG (granate de itrio y aluminio dopado con neodimio) son una variante de los láseres de estado sólido en los que se utilizan cristales de Nd: YAG como medio láser. La acción de láser en el láser Nd: YAG (granate de itrio aluminio dopado con neodimio) es proporcionada por el ion de neodimio Nd (III) y el proceso de láser es similar al de los iones de cromo rojo utilizados en los láseres de rubí. Los láseres Nd: YAG desempeñan un papel crucial en varios fines de fabricación, como el grabado, el grabado de metales, el revestimiento con láser, el pulido de superficies metálicas, la soldadura y el corte de acero, aleaciones o semiconductores.

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Láser Nd: YAG (granate de itrio aluminio dopado con neodimio). fuente de imagen: KkmurrayPowerlite NdYAGCC BY 3.0

Láseres de fibra óptica:

Los láseres de fibra óptica funcionan según el principio de reflexión interna total con fibras ópticas para la transmisión de luz. Estos láseres se utilizan principalmente para transmitir luz a larga distancia sin mucha pérdida de potencia. Esto también comprueba la distorsión térmica del rayo láser. Se sabe que los láseres basados ​​en fibra óptica producen una potencia de salida más alta que otros tipos de láser. La alta relación área superficial a volumen de estos láseres genera una potencia de salida continua que pertenece al nivel de kilovatios con enfriamiento eficiente. La distorsión en la ruta óptica debido a diversos problemas térmicos se reduce mediante la guía de ondas de una fibra óptica.

¿Qué es el revestimiento láser automatizado??

En las máquinas de revestimiento láser normales, el técnico debe proporcionar manualmente parámetros como el punto focal del láser, la potencia del láser, la tasa de inyección de polvo, la velocidad del sustrato, etc. El proceso también exige una supervisión constante. Por ello, para facilitar el proceso de revestimiento, se ha incorporado tecnología automatizada. Estas máquinas automatizadas tienen sensores para guiar y monitorear todo el proceso de revestimiento. Estos sensores monitorean las propiedades metalúrgicas del sustrato (como la tasa de solidificación), la información de temperatura y la geometría (como el ancho y la altura de la pista depositada).

Para saber más sobre los láseres y la física del láser, visite https://lambdageeks.com/laser-physics/

Sobre Sanchari Chakraborty

¿Qué es el revestimiento láser? | Proceso | 5 usos importantes | VentajasSoy un estudiante entusiasta, actualmente invertido en el campo de la Óptica Aplicada y la Fotónica. También soy miembro activo de SPIE (Sociedad internacional de óptica y fotónica) y OSI (Sociedad óptica de India). Mis artículos tienen como objetivo sacar a la luz temas de investigación científica de calidad de una manera simple pero informativa. La ciencia ha ido evolucionando desde tiempos inmemoriales. Por lo tanto, intento aprovechar la evolución y presentarla a los lectores.

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