Mis on laserpiistamine?

Laserpeening on metallitöötlemisprotsess, mille käigus laseri impulsid suunatakse metalleseme pinnale, et parandada selle mehaanilisi omadusi. See sarnaneb haavliga peeninguga, mille käigus kasutatakse metalleseme pinna pommitamiseks väga väikeseid metallist või keraamilisi kuule. Metalleseme korrosioonikindlust, väsimustugevust, jääkpingeid ja kulumiskindlust saab üldiselt parandada laserpuhastusega.

Enne töötlemist valmistatakse komponent laserpiimamiseks ette kahe katte pealekandmisega. Esiteks rakendatakse laserile läbipaistmatu kattekiht ja seejärel laserile läbipaistev kiht. Laser suunatakse läbi läbipaistva kattekihi, kuid ei pääse läbi läbipaistmatust kattekihist.

Sel hetkel aurustab laseri energia selle ülekatte kihi. Aur jääb läbipaistva katte ja komponendi pinna vahele. Kuna see aur neelab laserilt rohkem energiat, siis see soojeneb ja paisub kiiresti väikeses ruumis, kuhu see kinni jääb. Rõhk tõuseb selles piirkonnas kiiresti ja põhjustab lööklaine levimise komponenti. Lööklaine, mitte auru kuumus, põhjustab muutusi materjali omadustes, seega on laseriga eemaldamise protsess pigem mehaaniline kui termiline.

See protsess sarnaneb haavlite eemaldamisega, mille käigus kasutatakse metallkomponendi pinnale arvukate kattuvate süvendite tekitamiseks väikeseid keraamilisi või metallist kuule, mida nimetatakse haavliteks. Sellised süvendid moodustavad pinnakihi, mis on väga vastupidav mehaanilistele riketele, nagu pragunemine, korrosioon ja väsimus. Laserpesul on sarnased tulemused, kuid see asendab korduvad löögid haavli metallile suure energiaga laseri valgusimpulssidega.

Paljusid metalle ja sulameid saab töödelda laserpuhastusega. Nende hulka kuuluvad sellised materjalid nagu teras ja malm, alumiiniumi- ja titaanisulamid ning palju muud. Selliste materjalide täiustatud mehaanilised omadused muudavad laserpeenimise soovitavaks tehnikaks kallite osade valmistamisel või seal, kus väsimuskindlus on kriitiline.

Rakendused, mis võivad kasutada laseriga puhastatud osi, hõlmavad auto- või lennukiehituse väsimuskriitilisi komponente. Selle protsessiga saab täiustada ka raskesti transporditavaid ja hooldatavaid komponente, näiteks suuri tuuleturbiini labasid, et pikendada kasutusiga. Puusaimplantaadid, mida on operatsiooniohu tõttu kõige parem asendada nii harva kui võimalik, võib kasutusea pikendamiseks kasutada seda protsessi.
Laserpuhastatud komponendid võivad nende täiustatud mehaaniliste omaduste tõttu olla ka õhemad ja kergemad. See säästab tootmisprotsessis materjalikulusid. Samuti võib see säästa kulusid tänu väiksemale energiavajadusele sõidukite või muude masinate kasutamisel.