激光再制造技术及其应用
激光再制造在航空维修中的运用分析
激光再制造在航空维修中的运用分析针对激光再制造技术，在简述其原理、优势和特点的基础上，对其在航空维修过程中的应用进行深入分析，旨在为这项技术的广泛应用奠定良好基础，创造必要的条件.。
关键词：航空材料；航空维修；激光再制造激光再制造是一项近年来才兴起并迅速引起人们关注的制造技术，将已经失去价值的零部件作为毛坯，通过基于激光熔覆的高新技术应用对毛坯进行修复或升级，以此获得性能与质量都优于新品的再制造品.。
1激光再制造技术在航空维修领域，激光再制造将激光焊接与熔覆两项技术作为基础，以激光为主要热源，并结合计算机与制造技术，对结构件上的不同损伤部位予以修复.。
其中，激光焊接主要在薄壁结构中使用，而激光熔覆主要在实体结构中使用.。
长时间以来，航空维修都使用TIG与MIG两项焊接技术，尤其是对航空叶片进行的维修.。
这样存在很实际问题，比如，对待维修处理叶片提出了很多要求与限制，很多叶片无法使用这些焊接技术进行维修，或在维修时因为热损伤、变形与开裂导致叶片直接报废，或因为修复过程中受到高温作用导致性能大幅降低，使叶片的使用寿命被大幅缩短，降低可靠性.。
另外，采用这种焊接技术进行维修时，工作效率相对较低，表面成形质量很差，且加工工艺复杂，很难控制.。
激光再制造的出现和应用为航空维修领域提供了新的思想与方法.。
因其整个过程都能实现自动化，且不会产生太大的热应力，基本没有变形，可以对可焊性相对较差的材料进行维修.。
因其凝固与冷却速度都很快，所以无论是维修区还是热影响区，均能长时间保持相对较高的韧性及强度，进而获得满意的成果[1].。
2在铝合金构件中的运用对于铝合金构件，当在含盐雾、含尘和含水条件下使用時，可能产生腐蚀损伤现象，比如发动机的螺旋桨叶，其腐蚀损伤程度相对严重，随时可能提前退出使用，导致飞机整体完好率明显降低，引起不同程度的损失.。
对此，可借助激光熔覆技术对其进行修复，以恢复构件具有的性能.。
界面上激光熔池大部分热量都由基体进行传导，这一部位的温度梯度可以达到最大，在熔池凝固时界面部位往往最先开始结晶.。
激光再制造技术及应用
激光再制造技术及应用激光再制造技术是通过激光束对材料表面进行加工、修复和再制造的一种先进技术。
该技术可以实现对各种材料的高效加工和再利用，广泛应用于制造业、医疗领域和环保等多个领域。
一、激光再制造技术的基本原理激光再制造技术利用激光束的高能量、高密度和高单色性，通过激光束与材料表面的相互作用，改变材料的物理、化学和光学性质，实现对材料的加工和修复。
具体来说，激光再制造技术主要有以下几个原理：1. 熔融：激光束的高能量可以使材料表面瞬间升温到熔点以上，实现熔融处理。
2. 蒸发：激光束的高能量可以迅速将材料表面的一部分变为蒸汽，实现物质的去除和切割。
3. 固化：激光束的高能量可以使材料表面的液态物质迅速冷却固化，形成新的材料结构。
4. 合金化：激光再制造技术可以将不同材料并且化学性质相似的材料通过激光熔融和混合，实现材料的合金化。
二、激光再制造技术的应用领域激光再制造技术具有广泛的应用领域，包括以下几个方面：1. 制造业：激光再制造技术在车辆制造、航空航天、机械制造等行业的机械零件修复、模具制造和表面强化等方面具有重要应用价值。
2. 医疗领域：激光再制造技术在医疗领域的应用主要集中在牙科修复、人工关节制造和器官再生等方面，可以为患者提供更好的医疗服务。
3. 环保领域：激光再制造技术可以对废旧材料进行再利用和回收，减少环境污染和资源浪费，具有重要的环保意义。
4. 文化艺术：激光再制造技术可以在文化艺术领域对古建筑、文物、艺术品等进行修复和保护，提高文化遗产的保护和传承。
三、激光再制造技术的优势和发展趋势激光再制造技术具有以下几个优势：1. 高效能：激光再制造技术具有高能量密度和高精度的特点，可以实现对不同材料的高效加工和修复。
2. 灵活性：激光再制造技术可以根据不同的材料和工艺需求进行调整和优化，具有较高的灵活性和适应性。
3. 环保性：激光再制造技术减少了传统加工和修复过程中的废料产生和能源消耗，具有较好的环保性能。
数控机床激光再制造技术及其工业应用
数控机床激光再制造技术及其工业应用摘要：针对机械装备修复技术，阐述了激光再制造技术概念及激光再制造系统构成：三维激光光束头、三维激光涂敷系统、CAD/CAM软件和控制检测系统。
展示了30层连续熔敷后的组织形貌，说明组织和硬度都比较均匀，并介绍了若干激光修复工业应用实例,数控技术-全自动化产业革命。
关键词：激光；再制造技术；激光熔敷；工业应用0引言改革开放以来，国外大批的高精尖设备引入我国,press brake from china，许多重大工程装备造价十分昂贵，一旦出现损坏,mechanical Sheaing Machine，使生产线中断。
特别是进口设备，缺少备件，临时引进不仅价格昂贵，而且时间紧迫，不能保证及时生产，将造成重大的经济损失。
因此，开展重大装备修复，发展快速、高效、精密的修复技术不仅具有广阔的市场需求，而且具有重大的经济效益和社会效益。
常规修复技术的种类很多，每种技术有其擅长之处，也有应用的局限性，而精密可控成形再制造的修复技术已成为重要发展方向,数控折弯机。
近年来，国际上诞生了一门新兴技术―再制造技术(Refabricating Technology),QC12Y系列液压摆式剪板机。
与以往修复技术不同，再制造技术是一种全新概念的先进修复技术，它集先进高能束技术、先进数控和计算机技术、CAD/CAM技术、先进材料技术、光电检测控制技术为一体，不仅能使损坏的零件恢复原有或近形尺寸,模具机电出口应充分利用东盟降税的有利政策-,机电贸易-机电商情网商业资讯，而且性能达到或超过原基材水平。
由此形成了一门新的光、机、电、计算机、自动化、材料综合交叉的先进制造技术。
文中介绍了激光再制造系统的组成、材料选择原则、多层熔敷后的效果及工业应用实例。
激光再制造系统构成1．激光再制造技术的技术基础是激光熔敷。
激光熔敷原本是一种表面强化技术，它不涉及零件精确成形问题。
以激光熔敷为修复技术平台，加上现代先进制造、快速原形等技术理念，则发展成为激光再制造技术。
激光再制造技术及应用
激光再制造技术及应用
激光再制造技术是一种通过激光辅助材料成形的先进制造技术，可以将废旧材料或废弃产品加工再利用，具有重要的环境保护和资源节约意义。
激光再制造技术的基本原理是利用高能密度的激光束对材料进行精确加热和熔化，同时通过精细控制的熔化、凝固和固化过程，实现对材料形状的精确控制和再制造。
这种技术可以有效地消耗废旧材料，减少废弃品的产生，降低环境污染。
激光再制造技术的应用非常广泛。
它可以用于金属再制造。
利用激光再制造技术，可以将废旧金属材料加工成新的零部件，再利用于各种机械设备的制造中，实现废旧材料资源的最大化利用。
激光再制造技术还可以用于塑料再制造。
传统的塑料再制造通常需要高温和高压的条件，而激光再制造技术可以通过精确的能量控制和局部加热，实现对塑料的快速熔化和成形，大大降低了再制造的能耗和成本。
除了上述应用之外，激光再制造技术还可以用于医疗器械的制造、汽车零部件的再制造、航空航天器件的再制造等领域。
激光再制造技术是一种重要的先进制造技术，具有环境保护、资源节约和高效生产的特点。
随着技术的进一步发展和推广应用，相信激光再制造技术将在各个领域得到更加广泛的应用和推广。
激光再制造技术及应用
激光再制造技术及应用
随着工业化的推进和科技的发展，激光再制造技术成为了一项重要的先进制造技术。
激光再制造技术是利用激光对材料进行加工和改性的一种技术，其应用广泛，包括了航空航天、汽车制造、电子、医疗器械等多个领域。
激光再制造技术在航空航天领域有着重要的应用。
在航天器制造中，激光再制造可以用于修复航天器金属结构的缺陷、加强结构件的强度和抗疲劳性能，提高航天器的可靠性和使用寿命。
激光再制造技术还可以用于航天发动机的喷嘴加工、涂覆和再制造，提高发动机的燃烧效率和推力。
激光再制造技术在汽车制造方面也有着重要的应用。
在汽车制造过程中，激光再制造可以用于磨损零部件的修复和再利用，延长汽车零部件的使用寿命和降低维修成本。
激光再制造还可以用于汽车车身、发动机和底盘的加工和制造，提高汽车整车的质量和性能。
激光再制造技术在电子领域也有着广泛的应用。
激光再制造可以用于电子组件的修复和再制造，延长电子产品的寿命和减少废旧电子产品的排放。
激光再制造还可以用于电子产品的组装和连接，提高产品的可靠性和工作效率。
激光再制造技术在医疗器械方面也有着重要的应用。
激光再制造可以用于医疗器械的制造和加工，例如人工关节的制造和安装，提高患者的生活质量和健康状况。
激光再制造还可以用于医疗器械的表面涂覆和修复，提高器械的卫生性能和耐用性。
激光再制造技术及应用
激光再制造技术及应用激光再制造技术是一种基于激光加工原理的先进制造技术，它通过激光束对材料进行精密加工和表面改性，从而实现对材料的再加工和利用。
随着科技的不断进步，激光再制造技术已经在各个领域得到广泛的应用，包括航空航天、汽车制造、医疗器械以及工业制造等领域。
本文将介绍激光再制造技术的基本原理、应用领域以及未来发展趋势。
一、激光再制造技术的基本原理激光再制造技术是一种利用激光束对材料进行精密加工和表面改性的制造技术。
其基本原理是利用激光的高能量密度和高聚焦度，将激光束聚焦到材料表面，通过激光与材料之间的相互作用，实现对材料的加工和改性。
激光再制造技术可以实现对金属、塑料、陶瓷等各种材料的加工，包括切割、焊接、热处理、表面涂层等多种加工工艺。
通过激光再制造技术，可以实现对材料表面的精密加工和表面改性，从而提高材料的性能和功能。
1. 航空航天领域在航空航天领域，激光再制造技术被广泛应用于航空发动机零部件的制造和修复。
利用激光再制造技术，可以实现对航空发动机叶片、涡轮叶片等零部件的快速修复和再制造，从而延长零部件的使用寿命，减少航空发动机的维护成本，提高航空发动机的性能和可靠性。
三、激光再制造技术的未来发展趋势1. 高效加工技术随着科技的不断进步，激光再制造技术将越来越注重高效加工技术的研究与应用，包括高功率激光器、高速激光扫描系统、高效加工工艺等方面的发展，以实现更高效、更精密的加工和表面改性。
2. 多材料加工技术未来的激光再制造技术将更加注重多材料加工技术的研究与应用，能够实现对金属、塑料、陶瓷等多种材料的精密加工和表面改性，从而满足多样化、高精度的加工需求。
3. 智能化制造技术未来的激光再制造技术将逐步发展智能化制造技术，包括智能装备、智能工艺、智能监控等方面的发展，以实现更智能、更灵活的制造和加工。
总结：激光再制造技术是一种具有广泛应用前景的先进制造技术，它可以实现对各种材料的精密加工和表面改性，从而提高材料的功能和性能。
激光再制造技术及应用
激光再制造技术及应用
激光再制造技术是一种利用激光能量进行材料加工和制造的新型技术。
它包括激光熔
化成型、激光固化成型、激光切割等多种方法，可以用于制造复杂形状的零部件、修复零
部件缺陷、延长工件的使用寿命等领域。
目前，激光再制造技术已经在航空航天、汽车、医疗、电子等领域得到广泛应用。
其中，航空航天领域是激光再制造技术的重要应用领域之一。
激光再制造技术可以用于制造
复杂形状的叶片、燃烧室、涡轮等零部件，使得其具有更高的耐热性和耐腐蚀性，提高了
航空发动机的性能。
汽车领域是另一个应用激光再制造技术的重要领域。
激光再制造技术可以用于生产自
由曲面的汽车外壳、涡轮增压器、发动机零部件等。
这些零部件的生产工艺繁琐，利用传
统方法难以实现，而激光再制造技术可以通过图像处理和自由形面控制技术，实现复杂零
部件的高效制造。
在医疗领域中，激光再制造技术可以用于制备人工关节、人工骨骼等医用材料。
激光
再制造技术可以根据患者的具体需要，制造非常复杂的骨骼和关节，提高手术的精确性和
成功率。
除了上述领域，激光再制造技术还可以用于制造机器人、精密仪器等高科技产品。
总之，激光再制造技术是一项极具潜力的新型制造技术。
它可以满足现代工业对高效、精确、环保的要求，为产业升级和创新提供了新的空间。
激光再制造技术及应用
激光再制造技术及应用一、激光再制造技术的原理激光再制造技术，是一种将激光熔化或烧结物质，以实现再制造的高精密度加工技术。
激光再制造技术的原理主要包括以下几个方面：1. 激光加热原理：激光是一种高能量密度的光束，可以在短时间内对材料进行快速加热，使其瞬间融化或烧结。
这种高能量密度和快速加热的特性，使得激光成为了再制造材料的理想加热源。
2. 材料再制造原理：通过激光对废旧材料进行加热，将其融化或烧结成新的形状，再利用这些材料来制造新的零部件或产品。
这种再制造的原理，可以大大减少资源的浪费，提高材料的利用率。
3. 三维打印原理：激光再制造技术通常与三维打印技术相结合，利用激光熔化或烧结粉末材料的方式，逐层堆积成所需的形状。
通过三维打印技术，可以实现复杂结构、高精度的零部件制造。
激光再制造技术在再制造领域具有明显的优势，主要表现在以下几个方面：1. 高精度加工：激光再制造技术可以实现高精度的加工，能够制造出复杂结构的零部件，满足不同行业的精密加工需求。
2. 节能环保：激光再制造技术可以大大减少原材料的消耗，降低废料排放，有利于保护环境和节约能源。
3. 灵活性强：激光再制造技术适用于各种材料，包括金属、塑料、陶瓷等，具有很高的加工范围和灵活性。
4. 成本效益高：激光再制造技术可以利用废旧材料进行再利用，节约了原材料的采购成本，提高了生产效率。
5. 个性化定制：激光再制造技术可以根据客户需求进行个性化定制，满足不同客户的特殊需求。
激光再制造技术已经在各个行业得到了广泛应用，主要包括以下几个领域：1. 航空航天领域：激光再制造技术可以制造具有复杂结构的航空零部件，提高了飞行器的性能和安全性。
2. 汽车制造领域：激光再制造技术可以制造汽车零部件，如发动机零部件、刹车系统零部件等，提高了汽车的性能和可靠性。
3. 医疗器械领域：激光再制造技术可以制造医疗器械，如人工关节、牙齿修复材料等，提高了医疗器械的精度和适配性。
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2010年03月中国设备工程
激光再制造技术及其应用
陈
江，刘玉兰
（沈阳大陆激光技术有限公司，辽宁沈阳110136）
摘
要：激光再制造技术是重大机械装备修复和性能提升的重要发展方向之一。
介绍激光再制造技术体
系的组成及其特点，并列举激光再制造机械设备的典型案例，指出在我国发展激光再制造技术的广阔市场前景。
关键词：激光再制造；激光熔覆；修复中图分类号：TG17
文献标识码：B
文章编号：1671-0711（2010）03-0049-02
激光再制造技术是一种全新概念的先进修复技术，它集先进的激光熔覆加工工艺技术、激光熔覆材料技术和其他多种技术于一体，不仅可以使损伤的零部件恢复外形尺寸，还可以使其使用性能达到甚至超过新品的水平，是重大工程装备修复新的发展方向。
1.激光再制造技术体系
激光再制造技术是装备制造技术、材料科学技术、激光加工工艺技术等多种技术相结合而形成的有效的科学技术体系。
具体构成见图1。
激光再制造技术的核心技术是激光熔覆技术。
它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在材料表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层，以改善工件表面性能。
激光熔覆技术是一种新的表面改性技术，与传统的喷焊或堆焊工艺相比，激光熔覆技术具有如下优点。
（1）激光束的能量密度高，只要注入较少的能量就可以完成激光熔覆。
零件热影响区小，变形小，因此适合强化或修复一些高精度零件或对变形要求严格的零件，如精
轧辊的表面强化处理。
（2）激光熔覆层稀释率低，且可以精确控制，熔覆层的成分与性能主要取决于熔覆材料的成分。
因此，可以采用各种性能优良的材料对基材表面进行改性。
特别是可以采用激光熔覆技术修复一些常规堆焊工艺无法实现的工件，如涡轮发动机叶片、轧辊的主轴、电机主轴等。
（3）激光熔覆层组织致密，微观缺陷少，熔覆层与基材为冶金结合，强度高，因此可以用于一些重载条件下零件的表面强化与修复，如大型轧辊、大型齿轮、大型曲轴等。
（4）激光熔覆层的尺寸大小和位置可以精确控制，设计专门的导光系统，可对深孔、内孔、凹槽、盲孔等部位进行激光处理。
采用一些特殊的导光系统如宽带扫描系统，可以使单道激光熔覆层宽度达到20～30mm ，每次熔覆的最大厚度可达3mm 以上。
通过多道搭接可以实现工件表面的大面积和大厚度激光熔覆，满足不同形状、尺寸的轧辊等
典型易损件的激光表面强化与修复的要求。
激光熔覆用的激光器一般为1～10kWCO 2激光器，或0.5～2kWNd ：YAG 激光器。
激光熔覆专用合金粉末的设计、选择与正确使用是该项技术能否成功的关键。
在选择激光熔覆材料时，首先要考虑熔覆层与基材的热膨胀系数差异，同时，要力求采用相对于基体材料具有适宜熔点的涂层材料。
合金粉末不仅要与基材的性能接近，而且要能满足熔覆件的使用性能要求。
在实际应用中，熔覆材料多选择Co-Cr 基、Ni-Cr 基、Fe-Cr 基合金粉末，并配以一定数量的陶瓷材料，如WC 、
图1激光再制造技术体系构成
修复与再制造
技术版
49
中国设备工程2010年03月
TiC 、Al 2O 3、VC 、BN 、ZrO 2、SiC 、B 4C 等，形成致密的超硬金属陶瓷涂层，厚度可达0.1～10多mm 。
激光熔覆工艺包括：激光熔覆功率大小、光斑大小、扫描速度和搭接量等。
在具体操作过程中，根据激光熔覆基材、激光熔覆合金粉末材料和激光熔覆零件的不同，应选择适当的激光熔覆工艺参数。
激光熔覆技术结合强度计算与寿命评估技术、无损检测与缺陷判断技术、故障诊断与失效分析技术和行业机组技术才能顺利完成重大装备的激光再制造。
具体工艺流程如图2所示。
2.激光再制造技术特点
激光再制造是以丧失使用价值的损伤、废旧零部件作为再制造毛坯，利用以激光熔覆技术为主的高新技术对其进行批量化修复、性能升级，所获得的激光再制造产品在技术性能上和质量上都能达到甚至超过新品的水平，它具有优质、高效、节能、节材、环保的基本特点。
激光再制造技术的最大优势是能以先进的激光熔覆技术方法制备出优于基体材料性能的覆层，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等性能。
这层表面材料厚度从几十微米到十几毫米，与制作部件的整体材料相比，厚度薄、面积小，但却承担着工作部件的主要功能，使工件具有比本体材料更高的耐磨性、抗腐蚀性和耐高温等能力，可大大节约贵重的金属材料。
激光再制造技术减少了装备制造时金属的冶炼和加工，可以减少大量的能源消耗和浪费。
激光加工技术是一种非接触、无污染、低噪声、节省被加工材料的绿色加工技术。
3.激光再制造技术的应用
（1）烟气轮机是石化行业催化裂化装置中重要的能量回收设备，由于在高温、粉尘和腐蚀的环境下工作，烟气轮机频繁发生故障，严重影响企业生产与经济效益。
在实际应用中，烟气轮机转子轴径及推力盘、动叶片及静叶环、轮盘、气封面和导流锥体都可实施激光再制造。
（2）汽轮机是火力发电厂的核心设备，由于汽轮机特
殊的工作条件，导致每年都有大量的机组零部件损伤，采用激光再制造技术对汽轮机的一些关键零部件，如主轴轴径（现场可移动式激光再制造）、动叶片、汽封齿、推力盘、喷嘴、隔板、围带、缸体等进行性能恢复和提升，可节约大量资金和原材料。
（3）现代燃气轮机由压气机、燃烧室和透平组成，压气机和透平为高速旋转的叶轮机械，是气流能量与机械功之间相互转换的关键部件，由于其在高达1300℃的高温条件下工作，经常会发生损伤。
2007年3月，某公司从国外引进的Tornado 型双轴式地面燃机在运行中出现故障，生产受到严重威胁。
停机后检查发现，一、二级动叶部分叶片排气边撞击缺口及磕痕、叶冠掉块、叶盆或背部烧蚀、叶顶通气冷却孔烧蚀、部分叶片有裂纹，一、二级喷嘴大部叶片有烧蚀缺口裂纹，已无法使用。
沈阳大陆激光技术有限公司采用激光再制造技术将其缺陷全部修复完好，恢复其使用性能，费用仅140万元，还不到新机组价格的1/10。
（4）钢铁生产过程中，热轧机械设备的工况十分恶劣。
特别是轧机工作过程中，轧辊通过轴承座对机架牌坊的冲击大，轧制冷却水遇到红灼的钢坯迅速雾化，夹带着从钢坯表面脱落的氧化铁粉末向四周喷射。
受轧制的冲击、冷却水腐蚀和氧化粉尘等磨粒影响，轧机机架牌坊内侧窗口面、机架牌坊底面、外机架辊平面和内机架辊安装孔等均会出现不同程度的腐蚀磨损。
2007年11月，沈阳大陆激光技术有限公司对宝钢条钢厂1#初轧线的轧机牌坊用双激光器、双机器人同时连续作业96h ，现场完成了轧机牌坊表面的防腐耐磨处理。
4.激光再制造技术发展前景展望
激光再制造技术是符合国家循环经济和可持续发展战略的绿色制造技术，也是国家重点支持的高新技术之一。
随着基础研究工作的不断深入，激光再制造技术的应用范围也将不断扩大。
我国有几万亿元的设备资产，每年因磨损和腐蚀而使设备停产、报废所造成的损失都愈千亿元，这为激光再制造技术带来了广阔的市场应用前景。
参考文献:
[1]装甲兵工程学院.徐滨士院士科研文选[M].北京：机械工业出
版社，2001.
[2]胡木林等.激光熔覆材料相容性的研究进展[J].金属热处理，
2001，26（1）：1-8．
[3]杨洗陈等.激光再制造技术及其工业应用[J].金属加工世界，
2006（3）.
收稿日期：2010-01-13
[编辑：东朝莉]
图2机械设备激光再制造主要工艺流程图
修复与再制造
技术版
50。