Kaj je lasersko peening?

Lasersko luščenje je proces obdelave kovin, pri katerem se impulzi laserja usmerijo na površino kovinskega predmeta, da se izboljšajo njegove mehanske lastnosti. Podobno je pilingu, pri katerem se za bombardiranje površine kovinskega predmeta uporabljajo zelo majhne kovinske ali keramične kroglice. Korozijsko odpornost, utrujenostno trdnost, preostale napetosti in odpornost proti obrabi kovinskega predmeta je mogoče na splošno izboljšati z laserskim luščenjem.

Pred obdelavo pripravimo komponento za lasersko luščenje z nanosom dveh prekrivanj. Najprej se nanese prekrivni sloj, ki je neprozoren za laser, in nato tisti, ki je prozoren za laser. Laser je usmerjen skozi prozorno prevleko, vendar ne more preiti skozi neprozorno prevleko.

Na tej točki energija laserja upari plast tega prekrivanja. Hlapi ostanejo ujeti med prozorno prevleko in površino komponente. Ker ta para absorbira več energije iz laserja, se segreje in hitro razširi v majhnem prostoru, kjer je ujet. Tlak na tem področju hitro naraste in povzroči, da se udarni val razširi v komponento. Udarni val in ne toplota hlapov povzroča spremembe v lastnostih materiala, zato je proces laserskega luščenja mehanski in ne toplotni.

Ta postopek je podoben pilingu, ki uporablja majhne keramične ali kovinske kroglice, znane kot shot, za ustvarjanje številnih prekrivajočih se vdolbin na površini kovinske komponente. Takšne vdolbine tvorijo površinsko plast, ki je zelo odporna na mehanske okvare, kot so razpoke, korozija in utrujenost. Lasersko luščenje ima podobne rezultate, vendar nadomešča ponavljajoče se udarce na kovino posnetka z impulzi svetlobe visokoenergijskega laserja.

Veliko kovin in zlitin je mogoče obdelati z laserskim luščenjem. Sem spadajo materiali, kot so jeklo in lito železo, aluminij in titanove zlitine in drugo. Zaradi izboljšanih mehanskih lastnosti takšnih materialov je lasersko luščenje zaželena tehnika za uporabo pri izdelavi visokocenovnih delov ali tam, kjer je odpornost proti utrujenosti kritična.

Aplikacije, ki lahko uporabljajo lasersko obdelane dele, vključujejo komponente, ki so kritične za utrujenost v avtomobilski ali letalski konstrukciji. Komponente, ki jih je težko prevažati in vzdrževati, kot so velike lopatice vetrnih turbin, se lahko prav tako izboljšajo s tem postopkom, da se podaljša življenjska doba. Vsadke kolkov, ki jih je zaradi tveganja kirurškega posega najbolje zamenjati čim redkeje, lahko izpostavimo temu postopku, da podaljšamo življenjsko dobo.
Sestavni deli, ki so lasersko obdelani, so lahko zaradi izboljšanih mehanskih lastnosti tudi tanjši in lažji. To prihrani materialne stroške v proizvodnem procesu. Prav tako lahko prihrani stroške zaradi nižjih potreb po energiji pri upravljanju vozil ali drugih strojev.