Laserpinnoitus. Petri Vuoristo Tampereen teknillinen yliopisto, materiaaliopin laitos ja Teknologiakeskus KETEK Oy, Kokkola



Samankaltaiset tiedostot
Laserpinnoitus katsaus tutkimusryhmä LaserCo:n toimintaan

Työkalujen Laserkorjauspinnoitus

Metallin lisäävän valmistuksen näkymiä

LaserTec Parempaa listoituslaatua laserteknologian avulla

Prof. Petri Vuoristo

Lasertekniikan mahdollisuudet uusien materiaalien ja rakenteiden valmistamisessa

J O H D A N T O... E 1. 2

Pinnoitustekniikka tänään ja tulevaisuudessa

Nanopinnoitetutkimus Suomessa - päivän teemaan sopivia poimintoja

Laser cladding applications and development trends

UDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA. Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet. Käyttökohteet. Ominaisuudet. Yleistä. Työkalun suorituskyvyn kannalta

UDDEHOLM UNIMAX 1 (5) Yleistä. Käyttökohteet. Mekaaniset ominaisuudet. Ominaisuudet. Fysikaaliset ominaisuudet

Ruiskutuspulverit. Ruiskutuspulverit 135

Terminen ruiskutus menetelmät, pinnoitteet ja teolliset sovellukset Tommi Varis ja Petri Vuoristo, TTY

Laserhitsauksen työturvallisuus

Ekodesign - kestävät materiaali- ja valmistuskonseptit

KATTAVA VALIKOIMA HITSAUSLISÄAINEITA XA

MIILUX KULUTUSTERÄSTUOTTEET JA PALVELUT. - Kovaa reunasta reunaan ja pinnasta pohjaan -

LASER APPLICATION LAL LABORATORY

FORD RANGER _Ranger_2015.5_COVER_V2.indd /08/ :39:54

Laser cladding with high power a review of the Trilaser project

Alumiinirakenteiden kulumiskestävyyden parantaminen laserpintakäsittelyillä

Metallipinnoitus pinnoitusmenetelmien mahdollisuudet ainetta lisäävässä valmistuksessa

Laserhitsausta Koneteknologiakeskuksessa

Välkky työpaja 2: Liiketoimintaa 3D-tulostuksella Tilaisuuden avaus




Metallien 3D-tulostuksen trendit

Ovakon WR-teräkset hyvään kulumisen kestoon. Reeta Luomanpää, tuotepäällikkö Lämpökäsittely- ja takomopäivät

METALLITULOSTUS 3D INVEST JA 3D BOOSTI - HANKKEET

Konetekniikan koulutusohjelman opintojaksomuutokset

ESITTELY: Kuva -1 (koneen yleisnäkymä)

Nanomateriaalit jätteissä. Hanna-Kaisa Koponen Teknologiakeskus KETEK Oy

LaserWorkShop 2006 OULUN ETELÄISEN INSTITUUTTI

Metallipinnoitus pinnoitusmenetelmien mahdollisuudet ainetta lisäävässä valmistuksessa

Tulevaisuuden tehdas 2020 Petri Laakso, Senior Scientist

Kiinteistökokoluokan energiatehokkaat ja luotettavat KAUKO-ilma-vesilämpöpumput

Corthal, Thaloy ja Stellite

Koneteknologiakeskus Turku Oy

LaserWorkShop ProMetal. Ohutlevytuotteen lasertyöstö: suunnittelu ja sovellukset Jari Tirkkonen

PINTAKÄSITTELY TERMINEN RUISKUTUS

UDDEHOLM VANADIS 10. Työvälineteräksen kriittiset ominaisuudet. Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Työvälineen suorituskyvyn kannalta

Kiinteistökokoluokan energiatehokkaat ja luotettavat KAUKO-ilma-vesilämpöpumput

Rakennesuunnittelu. Materiaali. Kudotut rakenteet. Komposiitit ALM. Functionally graded. Vaahdot

KILT Oy Kauhakorvenkatu 52, Tampere puh fax

DIARC-pintakäsittelyillä uusia ominaisuuksia tuotteisiin

Luonnonkuidusta lujitteeksi. Kumi-instituutin ja TTY:n Luomaprojektin kevätseminaari Päivi Lehtiniemi,TTY

Funktionaaliset nanopinnoitteet koneenrakennuksessa

Pehmeä magneettiset materiaalit

YOUR NEW DIMENSION OF POSSIBILITIES. Metallien 3D-tulostus ja käyttökohteet Vesa Kananen, 3DSTEP Oy 3D-tulostuksen savolainen vallankumous 1.12.

Metallien 3D-tulostus mahdollisuus ja haasteet. LUT School of Energy Systems Konetekniikan osaamisalue Lasertyöstön tutkimusryhmä

Tiukentuneet määräykset

Keuruu (Kotipaikka) Tornio Vieremä Vaasa Jyväskylä Tampere Kaarina Lappeenranta Elekmerk Oy, Keuruu Poznan, Puola

Resurssiviisaus on bisnestä ja huikeita mahdollisuuksia? Kenneth Ekman CrisolteQ Oy April 2013

TUOTELUETTELO HARALD PIHL AB S P E C I A L A L L O Y S A N D T I T A N I U M

Kulumisalttiiden kohteiden eri pinnoitusmenetelmiä

Materiaaliryhmien taksonomia

Nd-Fe-B magneettien korroosio

TEOLLISUUSPINNOITTEET

Välkky työpaja 1: Tilaisuuden avaus

UDDEHOLM VANADIS 6. Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet. Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Työkalun suorituskyvyn kannalta

Kuva 2. Lankasahauksen periaate.

skijännitekojeistot ENERGIAA AURINGOSTA ium Voltage Power Distribution Equipment

PURISTIN

UUSIN FREJOTH ACRA SILTATYYPPINEN KONEISTUSKESKUS - TÄYNNÄ UUSIA INNOVATIIVISIA RATKAISUJA NOPEAAN JA RASKAASEEN LASTUAMISEEN &

KUIVATUSOSA

KOVAJUOTTEET Somotec Oy. fosforikupari. hopea. messinki. alumiini. juoksutteet.

UUDET TYÖVÄLINEMATERIAALIT 3-D TULOSTUKSEEN JA PERINTEISEEN TYÖVÄLINEVALMISTUKSEEN

SISÄLLYSLUETTELO. Poranterät pikateräksestä ja kovametallista Kierretapit Jyrsinterät pikateräksestä

Telatek on perustettu 1977, jolloin Raahessa aloitettiin huolto- ja kunnossapitopalveluiden tuottaminen. Alkuajoista toiminta on kasvanut ja

Nanoaineet jätteiden prosessoinnissa Hanna-Kaisa Koponen Teknologiakeskus KETEK Oy

Matalaemissiivinen ja tutkasäteitä absorboiva hybridimaali- HYBRIDPAINT. MATINE vuosiseminaari Pertti Lintunen, VTT

UDDEHOLM MIRRAX ESR 1 (5) Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Fysikaaliset ominaisuudet. Vetolujuus huoneenlämpötilassa.

Vaativa digitaalinen valmistus ekosysteemin lisäarvon tuottajana, Välkky

Ohutlevymateriaalien korroosio merivesiolosuhteissa

Meiltä levyt kaikkiin tarpeisiinne. Tuoteluettelo

Pyöröteräleikkurit Round knife cutters

Laser- ja hybridihitsauksen käyttökohteet. TAKEOFF! -seminaari Savonia-ammattikorkeakoulu, Kuopio, Ilkka Lappalainen, Ionix Oy

Laser-kuumennus. Janne Komi Petteri Mustonen

Metallin lisäävä valmistus Hämeessä, Jarmo Kastell, Delva Oy Lisäävän valmistuksen mahdollisuudet, LAMK Lahti,

Mietitkö tehokkaampaa tuotantoa? Tule meille. Meillä saat käyttöösi uusimmat valmistusteknologiat ja tueksesi vahvan tuotesuunnittelun osaamisen.

Nestepisaran höyrystymistutkimus I vaihe

BÖHLER M390 MICROCLEAN kemiallinen koostumus ja vastaavat normit.

LÄMPÖLEVYJEN PINNOITUS TERMISELLÄ RUISKUTUKSELLA COATING HOT PLATEN BY THERMAL SPRAY TECHNOLOGY

J O H D A N T O... B 1. 2

2009 illi s Tallilaatat

Tutkija Heidi Piili, TkT Lappeenrannan teknillinen yliopisto (LUT) Lasertyöstön laboratorio (LUT Laser) Rysä 2013, 8.10.

JET-Power, ALU-Power ja D-Power HM-jyrsimet

MEHRER -Öljyvapaat kompressorit paineilmalle ja kaasuille

Pinnoitteet teollisuudelle

Metallien 3D-tulostuksen tulevaisuuden trendit ja näkymät

Yrityksen tuotantotiloina on vuonna 2007 valmistunut, lähes 1000m² teollisuushalli, joka sijaitsee KAIRAKATU 6:ssa.

Tuoteluettelo Aurinkosähköpaketit ja komponentit

LPK / Oulun yliopisto

Metallien 3D-tulostus Tilanne ja kehitysnäkymät Itä-Suomen Teollisuusfoorumi Joensuu,

3D-tulostuksen kaasut. 3D-päivä, Vossi Group Oy.

Piikarbidi, jalokorundi ja tavallinen korundi

Jätteestä ekokaivokseksi. Kemian Päivät Jutta Laine-Ylijoki VTT

Mineraalitäyteaineet komposiiteissa

Transkriptio:

Laserpinnoitus Petri Vuoristo Tampereen teknillinen yliopisto, materiaaliopin laitos ja Teknologiakeskus KETEK Oy, Kokkola Esityksen sisältö Laserpinnoituksen ja pintakäsittelyn periaatteet Pinnoitemateriaalit ja ominaisuudet Teolliset käyttösovellukset 1

Laserien käyttö materiaaliprosessointiin Suurteholaserit ovat laitteita, jotka kykenevät synnyttämään erittäin korkeaenergisen ja kohdennettavan säteen materiaalien erilaiseen prosessointiin, esim. leikkaus, hitsaus, merkkaus, karkaisu ja pinnoitus Suurteholaserityypit: CO 2 Nd:YAG Diodilaserit Size of laser types 2

Laserit ja pintakäsittely Yleistä: Laserkarkaisu ja pinnoitus etuineen tunnettu jo pitkään Laserpinnoituksella ei ollut laajempaa käyttöä teollisuudessa verrattuna laserhitsaukseen ja -leikkaukseen Taloudelliset syyt: Korkeat investointi- ja käyttökustannukset Alhainen tuotto Alhaiset työstönopeudet Sovellukset ei hyvin tunnettuja Toistaiseksi vain vähän toimijoita Menetelmän saatavuus, tunnettavuus ja laitetekniikassa tapahtuvat merkittävät kehitysaskeleet (esim. diodilaserit) lisäävät merkittävästi laserpinnoituksen yleistymistä ja laajempaa hyödyntämistä Laserpintakäsittelymenetelmät Faasimuutoskarkaisu laserilla Pinnan modifiointi/sulautus laserilla Esiasetetun tai esipinnoitetun kerroksen lasersulautus 2-vaiheinen menetelmä esiasetettu kerros jauhetta (ilman tai sideaineen kanssa) termisesti ruiskutettu pinnoite sulautus/seostus Laserpinnoitus jauheella tai langalla 1-vaiheinen menetelmä laser-cladding (laserpinnoitus) koaksiaali/off-axis Hybridimenetelmät pinnan puhdistus (Protal) + terminen ruiskutus laseravusteinen terminen ruiskutus Induktioavusteinen laserpinnoitus Kuumalanka/hybridi-laserpinnoitus 3

Laserpinnoituksen periaate Metalli-, metalliseos-, kovametalli-, keraamijauhe tai niiden seos tai sekoitus syötetään erillisestä jauhesyöttölaitteesta off-axis- tai koaksiaalisesti lasersäteeseen Jauhepartikkelit absorboivat lasersäteestä energiaa => jauhe kuumenee ja sulaa => sula materiaali kiinnittyy metallurgisesti lasersäteen avulla myös pinnasta sulatettuun perusaineeseen => pinnoitekerros Pinnoitteelle tyypillistä: korkea tiiveys erinomainen tarttuvuus pinnoitelisäainetta vastaavan umpiaineen ominaisuudet kuten kovuus, kulumiskesto, korroosionkesto alhainen seostuminen 4

Teollista laserpinnoitusta Kokkola LCC Oy - Kokkola 5

6

Laserilla valmistettujen pinnoitteiden mikrorakenteita Stellite 6 Ni-30%Cu Stellite 21 WC/NiCrBSi 7

Laserpinnoitteilla tavoiteltavia ominaisuuksia Korjaus/täyttö Kulumiskestävyys abraasio, eroosio, hankaus Korroosiokuluminen Märkäkorroosionkestävyys (kloridit, hapot, emäkset, jne.) Kuumakorroosionkestävyys (sulasuolat, hapettuminen) Liukuominaisuudet 8

9

10

Abrasiivinen kuluminen 1800 1600 1400 1200 Huom! 1000 Painohäviö (mg) 800 600 400 200 0 St 6 St 12 St 1 WR 10 Ni-hard 16C - WC (70/30 til.%) WR 6 TiC - St6 (50/50 p.%) 11

HVOF vs. Laser Inconel 625 korroosiotestin jälkeen (3.5% NaCl) Laserpinnoitteen korroosiokesto vs. umpiaine, HVOF-pinnoite ja perusaine 100 0 Potential vs. Ag/AgCl (mv) -100-200 -300-400 -500-600 -700 Steel Fe 37 Wrought IN-625 alloy HVOF IN-625 Laser IN-625-800 0 50 100 150 200 Time /h) 12

Laserpinnoittettuja komponentteja - 1 Pakoventtiili Kartongin ohjaustela Lävistystyökalu Suutin 13

Laserpinnoittettuja komponentteja - 2 Kattilaputki Nokka-akseli Kuviointitela Syöttöruuvi Turbiinisiipi Laserpinnoittettuja komponentteja - 3 14

Laserpinnoittettuja komponentteja - 4 Pienten ja isompien komponenttien laserpinnoitus RST-putken päällepinnoitus (s=2mm) ø-kutistuma ~0.5mm Akselirenkaan Ø 1.5 m laserpinnoitus 15

Merivesipumpun akselin laserpinnoitus ruiskutuspinnoitteen korvaaminen laserpinnoitteella Korjauspinnoituksen vaiheet: vanhan pinnoitteen poisto ja koneistus alimittaan, laserpinnoitus täyttö- ja pintakerrosjauheella, koneistus lopullisiin mittoihin 16

17

Laser Application Laboratory Laser Competence Centre Finland Laser processes:: Laser coating (off-axis, co-axial) Laser hardening Laser welding Laser cutting Laser equipment: Haas HL 4006D - 4 kw CW Nd-YAG Rofin DL 060H2-6 kw HPDL Robots: Fanuc S-700-30 kg 5.3 m linear tray KUKA KR125/2 125 kg Turntable/rotation XY-table, Siemens 840D Other equipment: Laser power meter - Nd-YAG, CO 2,HPDL Laser beam analyser - Nd-YAG, CO 2,HPDL Powder feeder Medicoat Duo New lasers: pulsed fiber laser for micromachining (left), fiber-coupled diode laser for polymer welding & soldering (right) 18

KETEK s laser workstation Coating welding cutting Rofin DY044 laser power source diode pumped Nd:YAG laser 1064 nm, 4,4 kw 12 mm x mrad 2 (max. 4) fibers Control panel Computer control Component handling Laserline DioScan 150 Diode laser 150 W Polymer welding 19