Sistema adattivo per la riparazione e la fabbricazione
Eroe spesso dimenticato, il rivestimento laser salva le parti danneggiate dai terreni di recupero e fortifica nuovi componenti. Un raggio laser scioglie il materiale sulla superficie del componente e l’ugello a polvere si muove sulla superficie del componente per depositare tracce singole o interi strati. La mancanza di controllo su questo processo può provocare un aumento delle temperature con conseguente danneggiamento della parte rivestita al laser. Attualmente, produrre una traccia di rivestimento di geometria complessa richiede la programmazione di diverse parti. Il progetto ALAS (Adaptive laser cladding system with variable spot sizes) ha sviluppato una nuova soluzione adattiva completamente automatizzata e intuitiva che regola la larghezza della traccia. Il prototipo ALAS include una testina di rivestimento modulare con un modulo di zoom che può essere adattato alle diverse parti come connettori di fibra, collimatori e divisori di fascio. Grazie alla variazione di larghezza della traccia, la testina può adattarsi alle geometrie complesse, eliminando l’intervento umano. Un sistema di monitoraggio in tempo reale basato su un sistema con visione meccanica coassiale controlla l’accumulo di calore nella parte da trattare. Un sistema di controllo a circuito chiuso modifica la potenza del fascio laser in base alla larghezza del pool di fusione misurata utilizzando una fotocamera basata su sensori di immagine CMOS (complementari metal-oxide semiconductor). Un altro elemento importante del concetto ALAS è un sistema di controllo di alto livello (HLCS) che consente l’impostazione di parametri importanti nel sistema ottico e nel controller ALAS. Queste sono la larghezza della traccia in ogni posizione del percorso dello strumento, la velocità del processo laser, il posizionamento del sistema ottico e la potenza del laser necessaria alle diverse posizioni. Il HLCS interpola larghezze di fascio laser in qualsiasi punto di un percorso dello strumento e Invia la tabella basata su tempo al controller dell’array FPGA. ALAS dovrebbe portare a progressi significativi in diverse aree del campo di elaborazione dei materiali, specialmente nella riparazione di geometrie complesse e ri-produzione o fabbricazione di strutture 3D complesse. La riparazione di componenti metallici per la generazione di energia, le apparecchiature industriali, i trasporti, i settori petrolchimico e aerospaziale sono alcune delle potenziali applicazioni che beneficiano del sistema di rivestimento laser di nuova concezione. Un video del progetto è disponibile online.
Parole chiave
Sistema adattivo, riparazione, fabbricazione, rivestimento laser , dimensione dei punti, FPGA
