激光技术在农业机械制造中的应用与思考

发布日期:2018-09-19 03:47

自从20世纪60年代激光问世以来,激光技术已广泛应用于各行各业。激光加工技术是一种通过激光束与材料之间的物理和化学作用改变物质形态或性质的先进制造技术。它涉及激光物理、材料、电子、机械和工程传热等多学科,综合了激光、制造、控制和计算机应用等多项技术,具有非接触、无污染、热影响区域小、加工精度高以及可选区加工等特点,是其他方法不可替代的技术。农业机械由于其应用复杂性,设计加工手段相对落后,创新少,新产品开发周期长,成本高,制造质量粗糙,产品寿命较短。因此,必须加大激光等先进技术在农机生产中的应用,提高企业的现代生产技术水平。

快速成形技术是直接根据CAD模型快速生产样件或零件的技术总成。它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果,是先进制造技术的重要组成部分。激光选区烧结是快速成形制造中的重要工艺方法之一,它采用逐层材料添加的原理,对三维实体模型进行切片分区处理,生成激光烧结的扫描路径,然后通过x-Y激光扫捕仪使激光束沿扫描路径扫描,逐层烧结同化同体粉末材料、金属与粘结剂的混合粉或金属粉等,经过烧结与层层叠加后,最终形成所需的三维工件。这种制造方法具有成形速度快、精度高、表面质量好、后置处理简单和省时等特点,是一种具有生命力的技术,为制造技术的发展创造了一种新方法。

农用机械的生产过程具有特殊性,利用传统的机械加工方法研制这种农业机械零件,不仅研制开发时间长,加工工艺复杂,而且很难达到理想的效果。运用激光表面强化与热处理技术,包括激光相变硬化、激光熔凝、激光合金化、激光非晶化和微晶化、激光冲击硬化,可以提高材料表面的耐磨与耐蚀等性能,主要用于零件磨损后的修复及增强新制造零件的性能。激光熔覆是一种新的表面改性技术,它通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝,在基材表面形成与冶金结合的填料熔覆层。这种技术由于可以将高熔点的材料熔覆在低熔点的基材表面,而且材料的成分亦不受通常的冶合金热力学条件的限制,因此采用熔覆材料的范围相当广泛,包括镍基、钴基、铁基合金、碳化物复合合金材料以及陶瓷材料等。

农机企业在上激光制造项目时,一定要分析企业自身条件和需求,向其它机械企业咨询,看准方向,找到结合点,循序渐进,切忌所谓"一步到位"。另外,对激光技术的宣传也不够,缺乏实践。因此,农机企业应尽快引进吸收工业生产中成熟的科研成果,利用好工业中已建立的多功能激光加工中心,使其为更多的农机企业服务。随着农业工业化的快速发展,农业制造企业的实力明显增强,对产品质量的要求越来越高,这为激光加工技术在农业机械制造中的应用提供了内部动力和条件。因此,目前激光加工技术在农业机械制造中的应用具备了条件。可以预言,激光加工技术的引入必将大幅度提升农业机械的制造水平。