스캐닝 레이저는 강철 부품의 표면 경화 가능성을 제공합니다.

2017년 2월 14일

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스캐닝 광학 장치를 사용한 레이저 경화 테스트 부품(Aitzol Lamikiz)

스페인 바스크 지방의 UPV/EHU 대학 연구원들은 레이저 경화를 위한 스캐닝 광학 장치의 사용을 검증했다고 발표했습니다. 이를 통해 공정을 부품 모양에 맞게 조정할 수 있습니다.

UPV/EHU의 고성능 제조 그룹은 이 프로세스를 수행하기 위해 혁신적인 기술을 연구하고 조정했습니다. 이는 레이저를 사용하지만 기존 시스템과 달리 스캐닝 광학을 사용하므로 처리할 부품의 두께에 큰 적응력을 제공합니다.

레이저와 같은 고도로 국부적인 열원을 사용하여 경화를 수행하면 표면만 경화되고 부품의 핵심은 원래 상태로 유지됩니다. "부품은 부서지기 쉽지 않고 약간의 열만 가해도 부품이 왜곡되지 않습니다. 결국 열에 의해 부품이 변형되며 이는 다른 방법을 사용하여 부품을 마무리해야 함을 의미합니다."라고 Aitzol은 말했습니다. Lamikiz는 UPV/EHU 기계공학과 교수이자 연구를 수행한 고성능 제조 그룹의 구성원입니다.

업계에서는 2000년경부터 레이저 경화 공정을 사용해왔지만 라미키즈에 따르면 한계가 있다고 한다. "레이저는 일정한 대역폭을 스윕하므로 경화된 영역은 결국 일정한 두께를 갖게 됩니다." 기술을 보다 유연하게 만들기 위해 UPV/EHU의 이 연구 그룹은 움직이는 스캐닝 광학 장치를 이 프로세스에 통합하는 가능성을 평가하기로 결정했습니다.

연구팀은 매우 작은 레이저를 빠른 속도로 이동시켜 표면을 한 줄씩 쓸어내는 검류계 스캐너를 사용했습니다. 이렇게 하면 프로그램 매개변수를 변경하여 경화 폭을 간단히 조정할 수 있습니다. 라미키즈는 경화처리와 벽을 칠하는 과정을 비유하며 “기존의 레이저 경화는 롤러로 벽을 칠하는 것과 같아서 칠해지는 폭이 롤러의 폭과 일치한다”고 설명했다. 기술을 사용하여 가장 미세한 점을 가진 마커를 롤러로 대체합니다."

"이 기술을 사용하여 경화를 수행하는 것이 가능했습니다. 그리고 레이저 이동 속도, 사용된 전력 등에 따라 치료 결과가 어떻게 달라지는지 점차적으로 살펴보았습니다. 우리의 테스트에 따르면 레이저가 매우 많이 움직일 때 빠르고, 결과는 기존 공정의 결과와 유사합니다."라고 Lamikiz는 말했습니다.

이 방법론을 추가로 사용할 가능성을 조사하면서 UPV/EHU의 기계 공학부는 바스크 지방 및 이탈리아 피에몬테의 회사와 협력하여 Hardlas라는 프로젝트를 실행하여 프로세스가 얼마나 실행 가능한지 확인했습니다. 연구원은 “이 프로젝트가 실행 가능하고 산업계로 이전될 수 있다는 점을 확인했기 때문에 프로젝트가 성공했다고 말할 수 있다”고 말했다.

프로세스의 실행 가능성을 테스트했지만 산업 생산에 이르기까지 아직 취해야 할 단계가 있습니다. 그들이 직면한 주요 어려움 중 하나는 프로세스를 제어하는 ​​것이었습니다. "재료를 필요한 온도로 처리하여 처리가 이루어지도록 하는 것이 매우 중요합니다. 하지만 온도를 초과하면 재료가 녹을 수 있습니다. 우리 공정에서는 레이저가 계속 움직이기 때문에 제어가 더 복잡해집니다. "라고 라미키즈는 설명했다.

테스트는 실험실 장비를 사용하여 대학에서 수행되었습니다. Lamikiz는 "이 공정을 산업 규모로 사용하려면 더 강력한 레이저, 다양한 유형의 레이저, 기타 재료 등을 사용해 시험해 보는 것이 중요할 것"이라고 덧붙였습니다.

[ PubMed ] Martinez S., Lamikiz A., Ukar E., Calleja A., Arrizubieta JA, Lopez de Lacalle LN (2016). '스캐너 기반 레이저 경화 공정의 체제 분석'. 공학의 광학 및 레이저, 90: 72-80. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.opt.2016.10.005.

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