近年來，國際上誕生了一門新興技術—再制造技術（Refabricating Technology）。與以往修復技術不同，再制造技術是一種全新概念的先進修復技術，它集先進高能束技術、先進數(shù)控和計算機技術、CAD/CAM技術、先進材料技術、光電檢測控制技術為一體，不僅能使損壞的零件恢復原有或近形尺寸，而且性能達到或超過原基材水平。由此形成了一門新的光、機、電、計算機、自動化、材料綜合交叉的先進制造技術。
激光再制造技術是一種全新概念的先進修復技術，它集先進的激光熔覆加工工藝技術、激光熔覆材料技術和其他多種技術于一體，不僅可以使損傷的零部件恢復外形尺寸，還可以使其使用性能達到甚至超過新品的水平，是重大工程裝備修復新的發(fā)展方向。
1.激光再制造系統(tǒng)構成
激光再制造技術的技術基礎是激光熔敷。激光熔敷原本是一種表面強化技術，它不涉及零件精確成形問題。以激光熔敷為修復技術平臺，加上現(xiàn)代先進制造、快速原形等技術理念，則發(fā)展成為激光再制造技術。它是以金屬粉末為材料，在具有零件原型的CAD/CAM軟件支持下，CNC（計算機數(shù)控）控制激光頭、送粉嘴和機床按指定空間軌跡運動，光束與粉末同步輸送，形成1支金屬筆，在修復部位逐層熔敷，最后生成與原型零件近形的三維實體。
激光器：
1～5kWCO2激光器，多模即可，或用0.4～2kWNd：YAG激光器，多模即可。
光學系統(tǒng)：
采用聚焦光束和寬帶光束2種方法，寬帶光束可使熔敷表面光滑平整，而且沒有裂紋等產(chǎn)生。
送粉器：
采用載氣式或非載氣式輸送2種均可。非載氣式送粉，粉末利用率高達90%，載氣式僅30%～40%。在進行二維以下運動修復時，采用非載氣式送粉可節(jié)省粉末，從而降低使用成本。 從光束與粉嘴相互運動關系來看，可分為一維、二維及三維修復。
紅外溫度監(jiān)控系統(tǒng)：
在激光熔敷修復過程中，由于多層疊加，熔層表面溫度會隨高度增加而增加，在尖角處也會引起熱量陡增。必須對熔池溫度面進行實時監(jiān)測，并將測溫結果反饋給激光器和數(shù)控機床，控制激光器功率輸出以及CNC機床的運動速度，以保持熔池溫度穩(wěn)定。其測溫原理為：激光涂層吸收的能量EA，一部分用于熔化粉末Ep，一部分以熱輻射的形式向外散出ER，一部分用于熱傳導ET，一部分用于與環(huán)境對流Ec，即： EA=Ep+ER+ET+EC 根據(jù)黑體輻射定律和為維恩位移定律：λmT=2897.8μm·K，其中λm為光譜輻射極大值對應波長，T為絕對溫度（K）。由此而進行雙波長比色紅外測溫。采用雙波長比色測溫計，測溫范圍400～2000℃，精度系數(shù)±1%；
2.激光再制造與熱噴涂冶金組織比較
修復材料要與基材基本性能一致，要與基材有互熔性，實現(xiàn)冶金結合。修復層中不能有裂紋、氣孔，且層內(nèi)組織均勻，與基材結合界面強度不低于基材強度。目前激光再制造用材料與常規(guī)熱噴涂技術基本一致，多為粉末型的Ni基、Fe基、Co基、WC、陶瓷等材料，可根據(jù)基材性能選用不同修復材料。 激光修復層與基體是冶金結合，層內(nèi)組織均勻細致，消除了氣孔、裂紋、夾渣等缺陷。而熱噴涂層與基體不是冶金結合，界面為機械粘接，存在氣孔。熱噴涂層內(nèi)有大量氣孔、夾渣、組織粗大。顯然激光修復后顯微組織和性能優(yōu)于熱噴涂工藝。 對損傷比較嚴重的部位，必須進行多層熔敷。每層厚度0.54mm，計30層。每層間的組織與每層內(nèi)組織比較，稍有些粗大，但總體來看，還是均勻的。熔敷材料為Ni45，多層熔敷區(qū)的硬度分布和成分（SDX）經(jīng)檢測后，也是均勻的。硬度偏差不過ΔHV85。表明多層激光系統(tǒng)熔敷可以獲得大面積的組織和性能均勻的修復層。
3.激光再制造技術工業(yè)應用及前景展望
激光熔敷技術誕生以來，作為一種修復技術已得到許多重要應用。如英國P.R航空發(fā)動機公司將它用于渦輪發(fā)動機葉片的修復，美國海軍試驗室用于修復艦船螺旋槳葉。國內(nèi)對此項技術應用也在近年來取得很大進展。天津工業(yè)大學已將此技術用于冶金軋輥，拉絲輥的修復，石油行業(yè)的采油泵體、主軸的修復，鐵路、石化行業(yè)大型柴油機曲軸的修復，均收到良好的效果。 目前上述修復工作都采用一維激光熔敷方法，只能解決部分修復零件，而且僅是修復概念上的工作。事實上，在生產(chǎn)中還有大量的復雜貴重裝備需要三維激光再制造技術，特別是不能移動的大型設備需要解決現(xiàn)場修復問題。可以預見，隨著該項技術的發(fā)展與完善，在經(jīng)濟建設和國防建設中將發(fā)揮巨大作用。
激光再制造技術是符合國家循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的綠色制造技術，也是國家重點支持的高新技術之一。隨著基礎研究工作的不斷深入，激光再制造技術的應用范圍也將不斷擴大。我國有幾萬億元的設備資產(chǎn)，每年因磨損和腐蝕而使設備停產(chǎn)、報廢所造成的損失都愈千億元，這為激光再制造技術帶來了廣闊的市場應用前景。
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