Dépôt de métal au laser : 7 facteurs importants qui y sont liés

Table des matières

• Qu'est-ce que le dépôt de métal au laser?
• Comment fonctionne le processus de dépôt de métal au laser?
• Quels sont les avantages du dépôt de métal au laser?
• Quel est le travail des lasers à fibre en LMD?
• Quelles sont les applications du dépôt de métal au laser?
• Fonctionnalités flexibles pour les composants métalliques et alliages dans LMD
• Pourquoi les lasers CO2 ne sont-ils pas utilisés pour le LMD?

Qu'est-ce que le dépôt de métal au laser?

Le dépôt de métal par laser ou LMD fait référence au processus de formation d'un pool de métal fondu sur un substrat métallique à l'aide d'un laser. Un courant gazeux est utilisé pour injecter de la poudre métallique dans le substrat. Cette poudre métallique absorbée forme un dépôt métallique sur le substrat du métal. Ce procédé de fabrication additive est utilisé à plusieurs fins telles que la réparation de composants métalliques, le moulage d'outils en métal ou en alliage, des vis métalliques, des valves, etc. Le dépôt de métal au laser devient une technique largement utilisée dans le domaine de la fabrication.

Comment fonctionne le processus de dépôt de métal au laser?

Le processus de dépôt de métal au laser implique l'utilisation de buses latérales ou coaxiales pour souffler de la poudre dans la zone de traitement du métal. Généralement, la poudre utilisée pour la gaine laser est de nature métallique. La poudre interagit avec le faisceau laser qui préchauffe les particules à leur point de fusion. La poudre fondue forme alors le pool métallique à la surface. Cette piscine métallique est ensuite refroidie pour former une couche métallique sur la surface selon les besoins. Parfois, le substrat est déplacé pour solidifier le dépôt métallique.

Le mouvement du substrat est contrôlé à l'aide du système CAO ou de conception assistée par ordinateur. Il est utilisé pour implanter des matériaux solides dans un motif de pistes. Le motif souhaité est obtenu après la fin de la trajectoire. Dans certaines conceptions, le laser ou le système de buse est mobile et se déplace sur un substrat stationnaire pour produire des pistes solidifiées. Plusieurs couches sont construites les unes sur les autres afin de former un composant tridimensionnel. La précision géométrique est élevée pour ce processus.

Quels sont les avantages du dépôt de métal au laser?

Le processus de dépôt de métal au laser a gagné en popularité ces dernières années par rapport à des processus tels que la projection thermique et le soudage à l'arc au gaz métal parce que:

• Ce processus est une méthode bien adaptée pour les objets de toute forme et structure.
• Ce processus crée moins de distorsion par rapport à la trajectoire requise.
• Ce processus ne dissipe pas beaucoup de chaleur, ce qui réduit les dommages causés par la chaleur dans les matériaux.
• Ce procédé est utilisé pour obtenir une faible dilution entre le substrat et les pistes, et simultanément établir une forte liaison métallurgique.
• Ce processus a une vitesse de refroidissement élevée qui produit de fines microstructures.
• Ce processus permet un excellent contrôle de l'alimentation du laser et de la trajectoire du laser.
• La structure formée par ce processus est dépourvue de fissure et de porosité.
• Ce processus utilise une technologie compacte.
• Ce processus est approprié pour l'application de matériaux classés.
• Ce procédé est bien adapté à la fabrication en forme de quasi-filet.
• Pour la réparation de pièces, ce procédé prévoit des dispositions particulières.

Quel est le rôle des lasers à fibre dans le LMD?

Les lasers à fibre, également appelés lasers à fibre optique, sont basés sur le principe de la réflexion interne totale (TIR). Il utilise le phénomène TIR dans les fibres optiques pour transmettre la lumière. Ces lasers sont capables de transmettre la lumière sur de grandes distances et contribuent également à réduire la distorsion du faisceau laser causée par les effets thermiques. Les lasers à fibre optique sont capables de fournir une puissance de sortie plus élevée que les autres variantes de laser. Ces lasers doivent avoir un rapport surface / volume élevé pour fournir une puissance de sortie continue d'une plage de kilowatts avec un refroidissement efficace. Le guide d'ondes à fibre optique est utilisé pour réduire la distorsion du chemin optique causée par des problèmes thermiques. Ces lasers sont beaucoup plus contrôlables, fiables et cohérents par rapport aux autres types de lasers (lasers à dioxyde de carbone ou Nd: YAG).

Quelles sont les applications du dépôt de métal au laser?

Le dépôt de métal par laser ou LMD est utilisé pour un certain nombre d'opérations de fabrication industrielle. Le processus a gagné en popularité ces dernières années par rapport à des processus comme projection thermique et soudage à l'arc sous gaz métal. Certaines des applications répandues du dépôt de métal au laser:

1. Il est utilisé pour la réparation d'outils frittés.
2. Il est utilisé pour la réparation de composants aérospatiaux et automobiles.
3. Il est utilisé pour la réparation des aubes de turbine.
4. Il est utilisé pour le revêtement de surface des instruments de forage pétrolier.
5. Il est utilisé pour la fabrication et la réparation d'implants médicaux.
6. Il est utilisé pour le prototypage rapide.
7. Il est utilisé pour la fabrication de composites à matrice métallique.
8. Il est utilisé pour la production de surfaces autolubrifiantes.
9. Il est utilisé pour la réparation d'outils corrodés.

Fonctionnalités flexibles pour les composants métalliques et alliages dans LMD

Le procédé de dépôt de métal laser ou LMD permet de contrôler la puissance appliquée au préalable. La poudre métallique est injectée selon la puissance de sortie spécifiée. Ceci est utilisé pour produire des alliages personnalisés. Une bonne composition du matériau peut être difficile. Si la composition n'est pas précise, l'obtention de l'alliage requis peut être difficile. Certains alliages courants fabriqués par ce procédé sont le fer-tantale, le fer-cuivre et le titane-tantale.

Pourquoi les lasers CO2 ne sont-ils pas utilisés pour le LMD?

Initialement, lorsque le processus de dépôt de métal au laser a été introduit pour la première fois, le CO₂ les lasers ont été largement utilisés. Les lasers à dioxyde de carbone peuvent produire un faisceau continu de lumière infrarouge à très haute puissance avec des bandes de longueurs d'onde principales allant de 9.6 à 10.6 micromètres. Cependant, avec le développement des lasers à fibre, l'utilisation du CO₂ lasers a été réduit. Ces lasers étaient comparativement plus coûteux et ne permettaient pas un flux contrôlé de puissance laser.

Pour en savoir plus sur la visite de soudage par faisceau laser associée https://techiescience.com/laser-beam-welding/

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Sanchari Chakraborti

Bonjour, je m'appelle Sanchari Chakraborty. J'ai fait un Master en Electronique.
J'aime toujours explorer de nouvelles inventions dans le domaine de l'électronique.
Je suis un apprenant avide, actuellement investi dans le domaine de l'optique et de la photonique appliquées. Je suis également membre actif de la SPIE (Société internationale d'optique et de photonique) et de l'OSI (Optical Society of India). Mes articles visent à mettre en lumière des sujets de recherche scientifique de qualité d'une manière simple mais informative. La science évolue depuis des temps immémoriaux. Alors, j'essaie de ma part d'exploiter l'évolution et de la présenter aux lecteurs.
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