Lazer kaplamamotor bileşenlerinin bakımı veya optimizasyonu için kanıtlanmış bir teknolojidir ve güvenilir tekrarlanabilirliği, düşük termal eleman gerilimi ve düşük maliyetli mekanik modifikasyonu nedeniyle vazgeçilmez bir teknolojidir. Artık piyasada, iç konturları veya kör delikleri geleneksel işleme kafalarıyla mümkün olmayan bir seviyede kaplamak için kullanılabilecek yeni bir cihaz olan iClad® var. Bu mikro işleme, çapı 26 mm kadar küçük olan deliklerin kaplanması ve 500 mm'ye kadar işleme derinlikleri için uygundur. Şimdi, üreticisi Pallas (Wrselen, Almanya) ilk kez iClad'ı dizel tren motorlarındaki aşınmış silindir deliklerini onarmak için kullanılabilecek bir döner işleme kafasıyla donattı. Döner işlevlerle donatılmış makineler, 500 mm'ye kadar işleme derinlikleri ile eksantrik delikleri veya çapı 50 mm veya daha fazla olan dönmeyen simetrik açık bileşenlerin iç hatlarını onararak geniş bir uygulama yelpazesi için rakipsiz bir potansiyele sahiptir.
Büyük dizel trenlerin motorlarını onarın
Merkezi Stpy-Bracquegnies, Belçika'da bulunan Belçika Lazer uzmanı Lazer Kaplama Elmas Teknolojisi (LaserCo DT), lazer kaplama ve elmas kaplamalar yoluyla metalleri aşınmaya karşı korur. Belçikalı bir demiryolu işletmecisi, üst ve alt pistonların ters noktalarındaki aşınmış silindir deliklerini lazer kaplama teknolojisi kullanarak onarmak için şirkete görev verdi. Şirketin genel müdürü Hugues Desmecht, Almanya'nın Aachen kentindeki Fraunhofer Lazer Teknolojisi Enstitüsü'nden (ILT) bir fizibilite çalışması yürütmesini istedi. Bu araştırmayla bağlantılı olarak ILT, daha önce iClad'i geliştiren ve şu anda sistemi pazarlayan Pallas (www.pallaskg.de) ile yakın işbirliği içinde çalıştı. Bu çalışmada, hasarlı altı silindir deliğinden ikisini onarmak için ICLAD bazlı lazer eritme kullanıldı.
Yedek parça yok
Motoru değiştirmenin maliyeti yaklaşık 20$'dır000. Nakliye sırasında harcanan büyük miktarda para ve zaman göz önüne alındığında, lazer kaplama daha fazla zaman ve maliyet açısından verimli bir alternatif olarak kabul edilmektedir. Çapı 100 mm veya daha büyük gibi yeterince büyük açıklıklar için, dış veya iç profillerin işlenmesini sağlamak amacıyla piyasada çeşitli geleneksel işleme kafaları mevcuttur. Artık küçük döner iClad başlığının ortaya çıkışıyla birlikte, önceki standart işleme kafalarıyla mümkün olmayan, hasarlı silindir deliklerini onarmak için güvenilir yeni bir teknoloji haline geldi. Bu nedenle LaserCo DT ve Belçikalı demiryolu işletmecisinin, ILT tarafından yürütülen fizibilite çalışmasına ilişkin yüksek beklentileri var.
Her iClad kafası üç modülden oluşur: toz besleme portu, gövde ve fiber tapa. Geleneksel işleme kafalarının aksine iClad işleme kafaları ve bileşenleri birbirlerinden birkaç milimetre uzakta çalışır. Standart işleme kafalarında bu mesafe 20 mm'ye ulaşır. İşleme noktasına bağlı olarak lazer ışını 30 veya 90° açıyla çıkabilir. Lazerin işleme kafasının önündeki çalışma noktası sayesinde kör delikler 30-açılı işleme kafası ile kolaylıkla kaplanabilir. Açık deliklerin kaplanması gerektiğinde 90 Açılı işleme kafası kullanılır. Dar dahili döner işleme kafası, kaplama için deliğe yandan veya yukarıdan aşağıya 500 mm derinliğe kadar yerleştirilebildiğinden ek işlevselliğe sahiptir. Endüstriyel uygulamalar için ana kriter, işleme kafasının sürekli ısı yükü kapasitesidir. Kullanılan verimli su soğutma yöntemi, hassas bileşenlerin aşırı ısınmasını önler. İşleme kafasının iç koruma sistemi, toz parçacıklarının birikmesi nedeniyle kirlenmesini veya hasar görmesini önler. Ayrıca lazer ışınının geçtiği optik yol sürekli olarak koruyucu gazlarla doludur.
Delik döndürme
Dizel motorlardaki silindir deliklerini yenilemek için döner fonksiyonlu yeni işleme kafaları kullanılıyor. Döner sürücünün işleme kafasına entegrasyonu, statik montaj parçalarındaki eksantrik deliklerin onarılmasına olanak tanır. Yatay olarak yerleştirildiğinde bile işleme kafası, dönüş Açısını değiştirmeden eşit toz uygulaması sağlar. Ancak bu özel uygulamada döner kafa, beş eksenli bir bağlantı sistemi aracılığıyla silindir deliğine dikey olarak yerleştirilir. Döner kafayla ilgili ana çekişme noktalarından biri, işleme kafasının ağırlığı göz önüne alındığında, 700 kg'a kadar ağırlığa sahip bir dizel motorun sabit bir işleme kafası aracılığıyla döndürülmesinin imkansız olmasıdır. Eksantrik delikler büyük miktarda dengesizlik yaratarak gerekli işleme doğruluğunun garanti edilmesini çok zorlaştırır. Her bir silindiri ayrı ayrı ortalamak, büyük maliyet faktörleri nedeniyle daha az uygulanabilir bir seçenektir.
Silindir iç çapının delik çapı 178 mm'dir; Kaplanması gereken alt alan yaklaşık 340 mm derinliğindedir ve yaklaşık 60 mm yüksekliğinde bir halkadan oluşur. Geleneksel işleme kafaları yalnızca deliğe yakın açılar için uygundur çünkü nozul, işleme kafasının ucunda bulunur. Bu nedenle deliğin çapı 180 mm'ye ulaşsa da bu işleme kafaları yalnızca maksimum 40 mm derinliğe kadar işlenebilmektedir. Buna karşılık, dönen iClad kafası silindir deliğine dikey olarak yerleştirilebilir ve tüm iç yüzeyi 90 açıda tutabilir. Dönen iClad modelinin belirleyici parametreleri üç açıdan özetlenebilir: Dönme kabiliyeti ve dar işleme kafasının yanı sıra 500 mm'lik maksimum işleme derinliği de önemli bir faktördür.
Beş eksenli sistemle mükemmel kaplama
Silindirin üst ve alt arıza noktaları arasındaki iç tabakası aşınmış ve 1 mm'den daha kalın bir kaplama ile kaplanmıştır. Buna, yalnızca gerekli aşınma direncini değil aynı zamanda asidik ve alkali ortamlarda iyi korozyon direncini sağlamak için paslanmaz çelik alaşımlı kaplama denir. Seçilen alaşım malzemesinin tokluğu çatlak oluşumunu engeller ancak aynı zamanda iyi işlenebilirliğe ve minimum yüzey kaplama gözenekliliğine sahiptir. İlk olarak, LaserCo DT müşterilerinin aşınma delikleri, aşınma ve çatlakları gidermek için uygun boyuta işlenerek sonraki lazer kaplama için pürüzsüz bir yüzey oluşturulur.
Fraunhofer Lazer Teknolojisi Enstitüsü'nde motor blokları çelik destekler üzerine yerleştiriliyor, ardından hizalanıyor ve uygun şekilde ayarlanıyor. Dr. Andreas Weisheit ve ekibi, Pallas'tan Stephan Kalawrytinos ile birlikte iç döner işleme kafasını geliştirdi. Alt konumda silindir deliğinin yüzeyi hasarlı halka bölgesinde işlenebilir. Beş eksenli bağlantı sistemiyle, istenilen 1 mm kaplama kalınlığına ulaşmak için iki kat üst üste binen dönme hareketi kullanılarak uygulanır. Bu işlem için sayısal bir kontrol programı geliştirilmiştir. Alt kenardan yaklaşık 300 mm derinlikte başlayan kaplama, yüzeyi spiral şeklinde kaplıyor.
Çığır açan bir testin başarılı sonucu
Bay Weisheit test sonuçlarından çok memnun kaldı. "Bu, lazer kaplamanın yedek parça satın almaya gerek kalmadan silindir deliklerinin onarımında teknik olarak mümkün ve uygun maliyetli olduğunu şüpheye yer bırakmayacak şekilde kanıtlıyor" dedi. Dönen iç profil işleme kafası iClad kullanıldığında ortaya çıkan kaplama mükemmel yüzey kalitesine sahip." Ona göre, çalışan motor endüstriyel uygulamalara yönelik kapasitesini kanıtladı. Birkaç saatlik sürekli kullanımdan sonra bile çalışmaya devam etme yeteneği kesinlikle güvenilir kalıyor. Bu testin tam başarısı, daha önce ulaşılamayan makine parçalarının onarımı veya onarımı için çığır açan kanıtlar sağlar.