Лазерный мир

Исследователи из Центрального лазерного центра Совета по науке и технике Великобритании (UK Science and Technology Facilities Council’s, STFC) разработали лазерный инструмент для обработки металлов с использованием концепции, аналогичной концепции традиционного кузнечной обработки молотом.

Инструмент будет работать в недавно созданной лаборатории лазерной обработки , где был создан с целью разработки уникальных методов предварительной обработки поверхности металла для уникального производства, например, в высоконагруженных агрегатах, таких как аэрокосмические компоненты.

Роботизированная рука используется для маневра металлических образцов в ось лазерного «кузнечного» пучка. (Изображение: STFC)

Новый инструмент будет оснащаться собственной лазерной платформой установки DiPOLE (диодно-накачиваемая оптическая лазерная система для экспериментов) и будет способен обрабатывать металлы с гораздо большей точностью и скоростью, чем традиционные методы.

Лазерный «кузнец» будет использоваться для подачи мощных наносекундных импульсов на металлическую мишень, посылая ударные волны в материал, которые сжимают атомы структуры и оставляет их заблокированными в сжатом состоянии. Это делает металл намного более упругим и устойчивым к трещинам.

Механика аналогична механике кузнечного молота, используемого для формирования металла. Однако вместо того, чтобы полагаться на точность человека, импульсный лазер вместо этого может точно ориентироваться на  требуемые  области металлической детали. Результирующая сжимающая ударная волна может быть адаптирована путем настройки параметров лазера.

«Это новейшее приложение, которое будет разработано командой CLF, где мы использовали опыт наших лазерных экспертов для решения потенциальных проблем для отрасли», — сказал Джон Коллер, директор CLF. «Нашим следующим шагом будет автоматизация технологии с использованием робототехники, позволяющая обрабатывать крупные инженерные компоненты — это сэкономит время и сократит затраты, делая технику более привлекательной для промышленности».

Метод лазерной ударной деформации ( laser shock peening technique) имеет особое значение для уникальных  секторов, включая ядерную энергетику и аэрокосмическую промышленность, где лопасти авиационных двигателей могут быть подвергнуты лазерной обработке, чтобы улучшить их устойчивость к ударам птиц.

«На CLF наши лазеры являются одними из самых мощных в мире и были использованы для широкого спектра исследований, таких как исследование внутренней структуры вещества в экстремальных условиях», — сказал д-р Джеймс Нигаард, лауреат лазерных разработок CLF. «Мы можем использовать мощь этих лазерных технологий для решения реальных инженерных задач, а также благодаря разработке технологии лазерной ударной деформации , способной революционизировать способ производства металлов для высокопрочных механизмов».

Оригинал статьи на английском языке: https://www.lasersystemseurope.com/news/laser-blacksmith-improve-aerospace-metal-treatment