Đánh dấu bằng laser đã trở thành một lợi thế kỹ thuật thiết yếu trong sự phát triển của ngành hàng không
Kể từ khi các thiết bị laser công suất cao ra đời vào những năm 1970, hàn laser, cắt laser, khoan laser, xử lý bề mặt bằng laser, hợp kim laser, ốp laser, tạo mẫu nhanh bằng laser, tạo hình trực tiếp bằng laser các bộ phận kim loại và hơn chục ứng dụng.
Gia công laser là gia công lực, lửa và điện sau một công nghệ xử lý mới, nó có thể giải quyết các quá trình xử lý vật liệu khác nhau, các vấn đề kỹ thuật hoàn hảo và chu đáo, chẳng hạn như tạo hình và tinh chế kể từ khi thiết bị laser công suất cao ra đời từ những năm 70, đã hình thành nên ngành hàn laser , cắt laser, đánh dấu laser, pha tạp laser hàng chục ứng dụng như quy trình, so với các phương pháp xử lý truyền thống, xử lý Laser có trọng tâm dày đặc năng lượng cao hơn, dễ vận hành, tính linh hoạt cao, chất lượng cao, bảo tồn năng lượng và bảo vệ môi trường, v.v. Ưu điểm nổi bật, ô tô nhanh, điện tử, hàng không vũ trụ, máy móc, tàu thủy, gần như bao gồm tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân đã được sử dụng rộng rãi, được gọi là "hệ thống sản xuất phương tiện xử lý chung".
Áp dụng cho các khía cạnh sau
1. Ứng dụng công nghệ cắt laser trong lĩnh vực hàng không vũ trụ
Trong ngành hàng không vũ trụ, vật liệu cắt laser là: hợp kim cằm, hợp kim niken, hợp kim crom, hợp kim nhôm, thép không gỉ, phím axit cằm, nhựa và vật liệu composite.
Trong sản xuất thiết bị hàng không vũ trụ, vỏ sử dụng vật liệu kim loại đặc biệt, độ bền cao, độ cứng cao, chịu được nhiệt độ cao, phương pháp cắt thông thường khó hoàn thành quá trình xử lý vật liệu, cắt laser là một loại phương tiện xử lý hiệu quả, có thể sử dụng hiệu quả xử lý cắt laser, cấu trúc tổ ong, khung, cánh, tấm treo đuôi, cánh quạt chính của máy bay trực thăng, hộp động cơ và ống lửa, v.v.
Cắt laser thường sử dụnglaser đầu ra liên tục, nhưng cũng có tia laser xung carbon dioxide tần số cao hữu ích.Tỷ lệ chiều sâu và chiều rộng cắt laser cao, đối với phi kim loại, tỷ lệ chiều sâu và chiều rộng có thể đạt hơn 100, kim loại có thể đạt khoảng 20;
Sự cắt bằng tia la-zetốc độ cao, cắt tấm hợp kim cằm là 30 lần về phương pháp cơ học, cắt tấm thép là 20 lần về phương pháp cơ khí;
Sự cắt bằng tia la-zechất lượng tốt.So với phương pháp cắt oxy-axetylen và plasma, cắt thép carbon có chất lượng tốt nhất.Vùng ảnh hưởng nhiệt của việc cắt laser chỉ là oxy-axetylen.
2.Ứng dụng công nghệ hàn laser trong lĩnh vực hàng không vũ trụ
Trong ngành hàng không vũ trụ, rất nhiều bộ phận được hàn bằng chùm tia điện tử, vì hàn laser không cần thực hiện trong chân không, hàn laser đang được sử dụng để thay thế cho hàn chùm tia điện tử.
Từ lâu, sự kết nối giữa các bộ phận kết cấu máy bay là sử dụng công nghệ tán đinh ngược, nguyên nhân chính là hợp kim nhôm được sử dụng trong kết cấu máy bay là hợp kim nhôm gia cố xử lý nhiệt (tức là hợp kim nhôm cường độ cao), một khi hợp nhất hàn, hiệu quả tăng cường xử lý nhiệt sẽ bị mất và khó tránh khỏi các vết nứt giữa các hạt.
Việc áp dụng công nghệ hàn laser sẽ khắc phục những vấn đề như vậy và đơn giản hóa đáng kể quy trình sản xuất thân máy bay, giảm 18% trọng lượng thân máy bay và chi phí từ 21,4% ~ 24,3%.Công nghệ hàn laser là một cuộc cách mạng công nghệ trong ngành sản xuất máy bay.
3.Ứng dụng công nghệ khoan laser trong lĩnh vực hàng không vũ trụ
Công nghệ khoan laser được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ để khoan lỗ trên vòng bi đá quý của dụng cụ, cánh tuabin làm mát bằng không khí, vòi phun và buồng đốt.Hiện nay, việc khoan laser chỉ giới hạn ở các lỗ làm mát của các bộ phận động cơ cố định vì có những vết nứt cực nhỏ trên bề mặt lỗ.
Nghiên cứu thực nghiệm về chùm tia laze, chùm tia điện tử, điện hóa học, khoan EDM, khoan cơ học và đục lỗ được kết luận bằng phân tích toàn diện.Khoan laser có ưu điểm là hiệu quả tốt, tính linh hoạt mạnh mẽ, hiệu quả cao và chi phí thấp.
4.Ứng dụng công nghệ bề mặt laser trong lĩnh vực hàng không vũ trụ
Tấm ốp laser là một công nghệ biến đổi bề mặt vật liệu quan trọng.Trong ngành hàng không, giá phụ tùng thay thế cho động cơ máy bay cao nên trong nhiều trường hợp việc sửa chữa phụ tùng sẽ tiết kiệm chi phí.
Tuy nhiên, chất lượng linh kiện sửa chữa phải đảm bảo yêu cầu về an toàn.Ví dụ, khi bề mặt cánh quạt máy bay xuất hiện hư hỏng thì phải sửa chữa bằng một số công nghệ xử lý bề mặt.
Ngoài độ bền cao và khả năng chống mỏi theo yêu cầu của cánh quạt, khả năng chống ăn mòn sau khi sửa chữa bề mặt cũng phải được xem xét.Công nghệ phủ laser có thể được sử dụng để sửa chữa bề mặt 3D của cánh động cơ.
5.Ứng dụng công nghệ tạo hình bằng laser trong lĩnh vực hàng không vũ trụ
Việc ứng dụng công nghệ sản xuất tạo hình bằng laser trong ngành hàng không được thể hiện trực tiếp qua việc trực tiếp sản xuất các bộ phận kết cấu bằng hợp kim titan cho ngành hàng không và sửa chữa nhanh chóng các bộ phận động cơ máy bay.
Công nghệ sản xuất tạo hình bằng laser đã trở thành một trong những công nghệ sản xuất mới cốt lõi cho các bộ phận kết cấu hợp kim titan lớn của vũ khí và thiết bị phòng thủ hàng không vũ trụ.Phương pháp sản xuất truyền thống có nhược điểm là chi phí cao, thời gian chuẩn bị khuôn rèn lâu, số lượng gia công cơ khí lớn và tỷ lệ tận dụng vật liệu thấp.