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Sistema láser de revestimiento de plataforma de múltiples ejes
Descripción general de la tecnología de recubrimiento láser.
El revestimiento por láser es un proceso avanzado de fabricación aditiva y refuerzo superficial de metales. Un láser de fibra de alta energía funde tanto el polvo metálico como la capa superficial delgada del sustrato de la pieza de trabajo. Tras un enfriamiento rápido, se forma un recubrimiento de revestimiento metalúrgicamente unido y de alto rendimiento. Este proceso permite el refuerzo superficial y la restauración dimensional de componentes desgastados, mejorando la resistencia al desgaste, a la corrosión, a altas temperaturas y a la oxidación de las piezas. En comparación con procesos convencionales como la galvanoplastia y la soldadura por solape, presenta una baja entrada de calor, una mínima deformación del sustrato y una elevada resistencia de unión del recubrimiento, además de requerir una pequeña tolerancia para mecanizado posterior. Constituye una solución ecológica de remanufactura para las industrias minera, energética, petroquímica, naval y metalúrgica, aplicable en la remanufactura de piezas, la reparación de moldes y el refuerzo de ejes y rodillos.
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Configuración principal del equipo
| Subsistema | Nombre del componente | Descripción de la Configuración |
|---|---|---|
| Unidad generadora de láser | Laser de fibra | láser de fibra de 3000 W; longitud de onda 1080 ± 10 nm; ajuste de potencia del 10 al 100 %; diámetro del núcleo de fibra 600 μm, longitud de fibra 20 m, interfaz LOE; salida de potencia estable a corto y largo plazo |
| Unidad de procesamiento óptico | Cabezal de revestimiento láser | Cabeza coaxial de recubrimiento con alimentación de polvo, potencia máxima soportada de 4 kW; colimación de 100 mm, distancia focal de 250 mm; rango de ajuste de colimación y enfoque de 0 a 20 mm; tamaño de convergencia del polvo ≤ 2,5 mm, interfaz de fibra LOE |
| Unidad de alimentación de polvo | Alimentador de polvo de doble tolva | alimentación eléctrica de 220 VCA; tamaño de partícula de polvo aplicable de 20 a 200 μm; velocidad de rotación continuamente variable de 0 a 20 r/min; precisión de repetición en la alimentación de polvo < ±2 %; control independiente mediante PLC; nitrógeno o argón como gas portador y de protección |
| Unidad de enfriamiento | Refrigerador de agua industrial | Potencia nominal de 2,71 kW; precisión del control de temperatura de ±0,5 °C; capacidad del depósito de agua de 16 L; refrigeración por circulación para el láser y la cabeza de recubrimiento |
| Unidad de control | Sistema de Control Integrado | Control industrial basado en PLC para el interbloqueo del láser, el alimentador de polvo y el circuito de gas; acoplamiento de señales con una plataforma externa de movimiento multieje; almacenamiento de parámetros de proceso y supervisión del estado de alarmas |
| Kit de accesorios | Kit de piezas de repuesto | Lentes protectoras, gafas de seguridad láser, tuberías completas de gas y agua, y conectores |
Especificaciones de rendimiento del equipo
| Elemento | Especificación |
|---|---|
| Modelo | Sistema láser de revestimiento de plataforma de múltiples ejes |
| Proceso | Recubrimiento por láser (endurecimiento por láser ampliable) |
| Potencia de salida nominal del láser | 3000 W |
| Longitud de onda del láser | 1080±10 nm |
| Mecanismo de movimiento | Interfaz con la plataforma multieje existente del cliente (vinculación de 3 a 5 ejes) |
| Caudal de alimentación de polvo | 1‑150 g/min |
| Precisión de repetición en la alimentación de polvo | ＜±2% |
| Granulometría del polvo aplicable | 20‑200 μm |
| Alimentación eléctrica total | trifásica de 380 V, 50 Hz, 60 A |
| Modo de enfriamiento | Refrigeración por circulación de agua |
| Gas de blindaje / transporte | Argón, nitrógeno, presión de suministro ≥0,5 MPa |
| Potencia máxima soportada por la cabeza de revestimiento | 4 KW |
| Tamaño del punto de convergencia del polvo | ≤2,5 mm |
| Protocolo de comunicación | EtherCAT / Modbus compatibles para acoplamiento con sistemas de movimiento externos |
| Materiales en polvo aplicables | Polvos de aleación basados en hierro, níquel, cobalto y cobre |
Operación y mantenimiento
Especificaciones Operativas
- Requisitos del entorno in situ : Colocar la unidad láser en una sala independiente con aire acondicionado. En el taller debe haber un suministro estable de gas a una presión ≥0,5 MPa. La zona de trabajo debe contar con barreras de seguridad láser y gafas protectoras. La puesta a tierra del equipo debe ser fiable y cumplir con los códigos eléctricos.
- Reglamentos de seguridad láser : Este es un dispositivo láser de clase 4. Nunca mire directa ni indirectamente al haz láser. No desmonte los conjuntos protectores de la cabeza de revestimiento durante su funcionamiento. Los operadores deben usar gafas de seguridad láser compatibles con la longitud de onda.
- Manipulación de polvo y gas : Evite la dispersión de polvo metálico; use equipo protector contra el polvo durante la operación. Inspeccione periódicamente las tuberías de gas inerte (argón / nitrógeno) para detectar fugas. Deseche el polvo residual como residuo industrial peligroso, conforme a la normativa aplicable.
- Flujo de trabajo de arranque y procesamiento : Encienda primero el enfriador de agua y confirme que la temperatura del agua se encuentre dentro del rango de proceso. Verifique la presión del circuito de gas y el nivel de material en el alimentador de polvo. Confirme la comunicación con la plataforma externa de movimiento multieje. Encienda el gas protector antes de la emisión láser. Detenga primero el láser al finalizar la tarea, mantenga el suministro de gas durante el período de retardo y, a continuación, apague cada unidad secuencialmente.
- Notas del proceso : Realice un revestimiento de prueba en una probeta antes de la producción formal para verificar el estado de la piscina fundida y la estabilidad de la alimentación de polvo. Responda de inmediato a las alarmas del sistema; active la parada de emergencia en condiciones anormales y realice la solución de problemas antes de reanudar la producción.
Mantenimiento de rutina
- Mantenimiento de componentes ópticos : Nunca toque la lente protectora ni la lente colimadora con las manos desnudas. Inspeccione periódicamente las lentes protectoras y sustituya sin demora las quemadas o contaminadas. Las lentes y las boquillas de la cabeza de revestimiento son consumibles; limpie regularmente las salpicaduras de polvo. Personas no especializadas no deben desmontar las piezas ópticas internas de la cabeza de revestimiento.
- Mantenimiento del sistema de alimentación de polvo : Limpiar el polvo residual dentro de los embudos y las tuberías después de cada lote para prevenir la formación de costras y obstrucciones causadas por la humedad. Calibrar periódicamente la velocidad de rotación y el caudal de alimentación de polvo para garantizar la precisión de la alimentación.
- Mantenimiento del enfriador de agua : Inspeccionar regularmente el nivel de agua de refrigeración y su calidad; reemplazar el agua de refrigeración y limpiar los filtros según el programa establecido. Verificar las uniones del circuito de agua para detectar fugas y asegurar una disipación térmica adecuada del láser y la cabeza de revestimiento.
- Mantenimiento del sistema de gas y eléctrico : Inspeccionar las uniones de las tuberías de gas y las válvulas solenoides para detectar fugas de aire; verificar los terminales en busca de conexiones flojas. Conservar registros de operación y registros de alarmas para el diagnóstico de fallos.
- Piezas de repuesto y servicio posventa : Mantener existencias de consumibles como lentes protectoras, boquillas de alimentación de polvo y juntas de sellado. Contactar a los ingenieros del fabricante ante fallos del sistema de control o de la fuente láser; no se recomienda la desmontaje por parte del usuario.
