4 typer av ytbehandlingar av metall med laser (+9 exempel)

Av Catherine Veilleux den 14 May 2024 Laserrengöring

Inom fordons- och metallbearbetningsindustrin används traditionella ytbehandlingar som kemisk etsning, mekaniska slipmedel och PVD för att förändra metallers ytegenskaper.

I dag erbjuder lasertekniken bättre metoder för att behandla metaller och uppfylla tekniska krav med högre precision och jämnare resultat.

Laserytbehandlingar kan användas på nästan alla typer av metaller, däribland kolstål, gjutjärn, aluminium, molybden och magnesium. De kan avlägsna föroreningar och beläggningar genom laserrengöring, modifiera ytans grovhet genom lasertexturering, härda ytor genom laserhärdning samt tillföra material till ytor för att förbättra deras egenskaper genom laserpåsvetsning.

Innehållsförteckning

4 typer av ytbehandlingar
9 exempel på ytbehandling av metall

4 typer av ytbehandlingar

Laserrengöring av metaller


Laserrengöring är en ytbehandling som kan ta bort beläggningar samt ett brett spektrum av föroreningar från metaller. Oxider: Oxider på aluminium, koppar och rostfritt stål avlägsnas snabbt. Valshud tar längre tid att avlägsna och lämpar sig vanligtvis inte lika bra för processen. Beläggningar: Pulverlack, e-coating, metallbeläggningar, fosfatbeläggningar och isolerande beläggningar kan avlägsnas. Klarlack och tjocka beläggningar är svårare att ta bort. Föroreningar: Alla typer av föroreningar kan avlägsnas. Vanliga exempel är elektrolyter, smörjmedel, olja, fett och damm.	Selektiv laserrengöring av e-coating.

Lasertexturering av metaller

Lasertexturering, även kallad laserstrukturering, är en heltäckande ytbehandling för metalldelar. Den rengör och texturerar ytan samt modifierar dess kemiska sammansättning i ett enda arbetsmoment.

Rengöring: Avlägsnar beläggningar och ytföroreningar, vilket ökar ytans fria energi.
Texturering: Etsar ytan för att skapa en textur och grovhet som underlättar mekanisk förankring.
Kemiska förändringar: Tillför en kontrollerad mängd gynnsamma oxider för att skapa fler bindningsställen.

Laser Texturing Metals — Ett linjärt mönster etsat in i ytan på en metalldel.

Lasertexturering kan användas för att förbereda metaller för alla typer av beläggningar, tätningar och lim. Vissa av våra kunder använder exempelvis tekniken för att förbereda metaller inför termisk sprutbeläggning och limning.

Laserhärdning av metaller

Laserhärdning, även kallad laservärmebehandling, är en ytbehandling som används för att förbättra metallkomponenters mekaniska egenskaper, exempelvis hårdhet, slitstyrka och utmattningshållfasthet.

Laserstrålen riktas mot arbetsstyckets yta och värmer snabbt upp metallens ytskikt. Detta gör att ytskiktet snabbt smälter och kyls ned.

Den snabba uppvärmningen och nedkylningen förändrar metallens mikrostruktur. Resultatet är ett härdat ytskikt med förbättrade mekaniska egenskaper.

Laser Hardening — Ett stålkugghjul som härdas i lokala områden för att förbättra slitstyrkan (källa)

Laserpåsvetsning på metaller

Laserpåsvetsning kan liknas vid 3D-utskrift av metall med laser. Det är en materialdeponeringsprocess som används för att lägga till tjocka eller tunna materialskikt på en yta för att förbättra dess egenskaper eller reparera skadade områden.

En laserstråle används för att smälta pulver eller tråd och på så sätt lägga på skikt som bland annat kan förbättra korrosionsbeständigheten och slitstyrkan.

Laser Cladding — Ett stålkugghjul som härdas i lokala områden för att förbättra slitstyrkan (källa)

9 exempel på ytbehandling av metall med laser

1. Lasertexturering av batterier i förnicklat stål

Lim används i allt större utsträckning i batteripaket för elfordon för att minska vikten, förbättra bärförmågan och optimera värmehanteringen. Lasertexturering används på battericeller och höljen för att förbättra limfogarnas hållfasthet.

2. Lasertexturering av turboaggregat i aluminium

Termisk sprutbeläggning används på turbinhus för att förbättra egenskaper som värmebeständighet, slitstyrka och korrosionsskydd. Lasertexturering före den termiska sprutbeläggningen skapar en idealisk mikrostruktur på höljets yta och säkerställer goda bindningsegenskaper.

3. Laserrengöring av aluminiumhöljen

Tätningsmedel används för att uppnå den höga IP-klassning som krävs i elmotorer. Innan tätningsmedlet appliceras avlägsnar laserrengöringen oxider och föroreningar för att säkerställa en bindning av hög kvalitet mellan tätningsmedlet och aluminiumytan.

4. Laserborttagning av pulverlack från kopparhårnålar

I elmotorer är hårnålslindningarna belagda med epoxiharts för att isolera dem i statorn. Laserrengöring används för att frilägga kopparn före svetsningen och säkerställa att epoxin inte tränger in i svetsfogarna.

5. Laserborttagning av e-coating från sätesfästen i stål

Laserrengöring används för att avlägsna e-coatingen från de områden på sätesfästena som används vid monteringen. Processen frilägger stålet och säkerställer att e-coatingen inte försämrar vidhäftningen under monteringen. Processen som visas i videon illustrerar tydligt hur selektivt laserrengöring kan avlägsna en beläggning.

6. Laserborttagning av oxider från kopparsläpringar

Laserrengöring används för att avlägsna kopparoxider som bildas på släpringar. Detta förbättrar den elektriska ledningsförmågan mellan släpringarna och borstarna och optimerar elmotorns prestanda.

7. Laserrengöring av elektrolyt från förnicklat stål

Flytande elektrolyt kan hamna på kritiska delar av cellhöljena och orsaka problem som kortslutningar och korrosion. Laserrengöring används för att avlägsna elektrolyt i både flytande och torkad form samt andra föroreningar från battericellernas yta.

8. Laserhärdning av ett distansstycke i stål

Laserhärdning kan användas för att härda utvalda områden på stål och göra dem mer hållbara.

9. Laserpåsvetsning på styrringar i stål

Laserpåsvetsning kan användas för att reparera stålytor genom att tillföra nytt material.

Slutsats

Laserrengöring och lasertexturering har potential att förbättra precisionen, hastigheten och repeterbarheten vid ytbehandling av metall, samtidigt som driftskostnaderna minskas avsevärt. Kontakta oss redan i dag om du vill diskutera en tillämpning inom laserrengöring eller lasertexturering med en laserexpert.

Prata med en expert

Catherine Veilleux

Catherine har en kandidatexamen i teknisk fysik och en masterexamen i fysik. Hon genomförde sitt examensarbete i samarbete med Laserax för att utveckla industriella lösningar för lasertexturering av metalliska ytor. Hon är nu chef för applikationslabbet på Laserax, där hon leder teamet som testar och optimerar laserprocesser för kunder.