11

Лазерные технологии

РЕГИОНАЛЬНОГО ИНЖИНИРИНГОВОГО ЦЕНТРА

В.Т. Комаров к.т.н., начальник отдела РИЦ, эксперт Реестра научно-технической сферы

2014 г.2014 г.

22

Основные особенности лазерных Основные особенности лазерных источников энергии источников энергии

Возможность создания высочайших плотностей мощности, воздействующей на обрабатываемом материале (больше чем при атомном взрыве);

Возможность управления параметрами лазерного излучения в широком диапазоне с высокой частотой (высокое быстродействие)

Дистанционный (не контактный) характер воздействия энергии на обрабатываемый материал

До 10 раз меньший нагрев изделий при обработке

33

• Лазерные технологии – это совокупность способов обработки, изменения состояния, свойств и формы материалов и полуфабрикатов посредством лазерного излучения. .

• Востребованность и перспективы лазерных технологий обусловлены их преимуществами:

- высокой производительностью; - высокой экономической эффективностью;• возможностью обработки различных материалов,

включая особо твёрдые, композитные и др.;• высокой гибкостью и управляемостью;• быстротой перестройки и т.д.

Отраслевая структура спроса на лазерные технологий в РФ

44

Отраслевая структура промышленности Свердловской области

55

66

НЕДОСТАТКИ В ПРИМЕНЕНИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЛАЗЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

• недостаточная осведомлённость технических специалистов предприятий о технологических возможностях имеющегося лазерного оборудования и технологий;

• отсутствие сертифицированных технологий;

• отсутствие специализированного оборудования;

• недостаток в высоквалифицированных кадрах;

77

ПРОДУКТЫ И УСЛУГИ РЕГИОНАЛЬНОГО ИНЖИНИРИНГОВОГО ЦЕНТРА

• Технологический аудит действующих производств;

• Исследования и разработки в области лазерных технологий и материалов;

• Проектные работы и изготовление лазерного оборудования и оснастки с учётом внедрения новых технологий;

• Трансфер лазерных технологий и оборудования;

• Сертификация производств и продукции, произведённой с применением лазерных технологий;

• Оказание сервисных услуг по обслуживанию внедрённого на производство лазерного оборудования и оснастки;

• Организация и проведение обучения для работы на лазерном оборудовании, переподготовка и повышение квалификации технических специалистов предприятий, оказание помощи в подготовке студентов ВУЗов и колледжей.

88

Востребованность в Востребованность в лазерных технологиях технологиях

№ № п/пп/п Наименование технологииНаименование технологии Процент, Процент,

%%

11

Лазерная резка, всегоЛазерная резка, всего

в т.ч. 2в т.ч. 2D- D- резкарезка

33D- D- резкарезка

54,554,5

30,830,8

23,723,7

22 Лазерная сварка металлов с Лазерная сварка металлов с h > 1h > 1мммм 26,826,8

33Поверхностная лазерная термо-Поверхностная лазерная термо-обработка, всегообработка, всего

в т.ч. термоупрочнениев т.ч. термоупрочнение

13,213,2

9,79,7

44 Лазерная пробивка отверстийЛазерная пробивка отверстий 2,72,7

55 Лазерная перфорацияЛазерная перфорация 1,91,9

66Лазерное объёмное прототипирование Лазерное объёмное прототипирование изделий больших размеровизделий больших размеров

0,90,9

99

Основные тенденции в использовании Основные тенденции в использовании лазеров для промышленного применения лазеров для промышленного применения

Использование малогабаритных, необслуживаемых и высоконадёжных лазеров с полупроводниковой и высоконадёжных лазеров с полупроводниковой накачкой, имеющих в 3-4 раза больший КПД и в накачкой, имеющих в 3-4 раза больший КПД и в десятки раз больший ресурс работы лазеров десятки раз больший ресурс работы лазеров ( до 80% рынка технологических лазеров);( до 80% рынка технологических лазеров);

Использование лазеров с более короткой длинной Использование лазеров с более короткой длинной волны излучения, обеспечивающих высокую волны излучения, обеспечивающих высокую разрешающую способность и значительно лучшее разрешающую способность и значительно лучшее использование излучённой энергии; использование излучённой энергии;

1010

Лазерные технологии над которыми Лазерные технологии над которыми работают в РИЦ работают в РИЦ

Лазерная резка

Маркировка и гравировка Сварка Перфорирование Поверхностная закалка Наплавка Прошивка отверстий Скрайбирование Оплавление Модификация поверхности

(легирование и термообработка) Другие

№ Перечень оборудования которым оснащается ОАО «РИЦ»

1Станок лазерной резки LaserCUT-3015 на базе волоконного лазера мощностью 6 кВт*

2Роботизированный комплекс лазерной резки и сварки на базе волоконного лазера мощностью 10 кВт*

3Роботизированный комплекс лазерной сварки на базе волоконного лазера мощностью 10 кВт*

4Комплекс гибридной лазерной сварки на базе волоконного лазера мощностью 30 кВт

5Роботизированный комплекс лазерной наплавки и термообработки на базе волоконного лазера ЛС-6*

6Комплекс для маркировки и гравировки на базе импульсного волоконного лазера мощностью 20 Вт*

7Установка лазерного упрочнения на основе волоконного лазера мощностью 2 кВт*

8Роботизированная установка 3D лазерной резки на базе волоконного лазера ЛС-15

9Установка лазерной обработки деталей сложных форм (5D) на основе волоконного лазера ЛС-5*

10Установка для лазерной очистки на основе импульсного волоконного лазера мощностью 50 Вт

1212

Оборудование для 2D- и 3D - лазерной резки

ЛУ: LASERCUT R120-S-10

Лазер: волоконный ЛС -10; КПД ≥35%Зона обработки: ≥ 2000х1500х1000 ммТолщина резки: - Углеродистые стали ≤ 25 мм - Коррозионно-стойкие стали ≤ 18 мм - Алюминий ≤ 16 ммШирина реза: 0,3…0,4 ммСкорости холостого хода: ≥ 120 м / минМаксимальные ускорения: ≥ 10 м/с2Точность обработки: ±0,1 / 1000 мм

ЛУ: LASERCUT 3015—3-SK-6

Лазер: волоконный ЛС-6; КПД ≥35%Зона обработки: ≤ 3000 х 1500 х 100 ммТолщина резки: - Углеродистые стали ≤ 25 мм - Коррозионно-стойкие стали ≤ 18 мм - Алюминий ≤16 ммШирина реза: 0,3…0,4 ммСкорости холостого хода: ≥ 120 м / минМаксимальные ускорения: ≥ 10 м/с2Точность обработки: ± 0,05 / 1000 мм

1313

ЛУ: ЛУ: LASERWELD R120- S-R120- S-3300

Оборудование для 2D- и 3D - лазерной сварки

ЛУ: LASERWELD R120- S-10

Лазер: волоконный ЛС-10; КПД ≥ 35%Зона обработки: ≥ 2000 х1500 х1200 ммСкорость сварки ≤ 8000 мм / минМаксимальные ускорения: ≥ 10 м/с2Имеет систему автоматического наведения лазерного луча ( точностью - ± 0,1 мм);Имеет систему подачи присадочной проволокиИмеет систему подачи 3-х защитных газовГлубина сварки:: - Углеродистые стали ≤ 10 мм - Коррозионно-стойкие стали ≤ 8 мм - Алюминий ≤ 6 мм

ЛУ импульсной лазерной сварки

1414

Оборудование для 2D- и 3D – лазерной наплавки

Преимущества лазерной наплавки:

- возможность локальной обработки поверхности изд-я;

- обеспечивается прочное и надёжное сцепление основного и присадочного материалов;

- подплавление и зона термического влияния минимальны, что позволяет сохранить точностные параметры исходного изделия;

- возможность автоматизации процесса наплавки.

ЛУ: LASERСLAD R120- S-10Лазер: волоконный ЛС-10; КПД ≥ 35%Робот KR 60 extra HA с позиционером DKR- 400: - радиус рабочей зоны ≤ 2000 мм; - число управляемых осей – 6; - точность позиционирования ± 0,05 мм - диаметр тел вращения 10….500 ммНаплавляемые материалы: - металлические порошки; расход Q=10…..150 г/мин - металлическая проволока ф = 0,8… 1,2 мм; Подача порошка коаксиальная и вне осевая: сбоку и с 4-х сторон;Фокусировка излучения - линзой с фокусом 250 мм Оптическая головка имеет защиту от продуктов испарения и брызг металла.Имеет защитную кабину и систему видеонаблюдения

МОДУЛЬ ЛАЗЕРНОГО УПРОЧНЕНИЯ LASERHARD Р-S-2

Состав: Состав: Лазер ЛС-2; КПД = 35 %; Оптическая головка с поворотным приводом для обработки внутр. пов-ти труб (мин. диаметр 80мм); Общая зона обработки: 1500х1500х800 мм; мин.

1616

Модуль для фигурной лазерной резки труб фирмы Модуль для фигурной лазерной резки труб фирмы IPGIPG

Лазер ЛС-1,5 ; КПД = 35 %; диаметр труб от 25 до 200 мм, длина - до 3000 мм, толщина стенки- 2-20 мм)

1717

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ УСТАНОВКИ

ЛУ ЛАЗЕРНОЙ ОЧИСТКИ ЛУ ЛАЗЕРНОЙ МАРКИРОВКИ И

ГРАВИРОВКИ

СПЕКТРАЛЬНАЯ ПОГЛОЩАТЕЛЬНАЯ СПЕКТРАЛЬНАЯ ПОГЛОЩАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ МЕТАЛЛОВ СПОСОБНОСТЬ МЕТАЛЛОВ

1818

19191919

Лазерная сварка волоконными лазерами

Лазерная приварка зубчатого колеса к валу диаметром 4,5 мм

2020

2121

Пример технологии лазерной закалки

График распределения микротвёрдости в стали 30ХГСА по глубине после лазерного облучения

Распределение микротвердости, 30ХГСА

0

10

20

30

40

50

60

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Глубина, мм

HR

C

2222

ЛаЛазерная наплавка на поверхность металла

Порошковая наплавка размером 10 х100 мм и высотой 1,0 мм на поверхности из образца стали 45Х5МФ

Место будущего расположения отдела лазерных технологий РИЦ

2323

Региональный Региональный инжиниринговый инжиниринговый

Центр Центр

Спасибо за внимание!

Тел/факс: (343) 375-93- 77;

E-mail: info.rec@mail.ru