發動機、泵以及密封係統的使用壽命和性能受其負荷的影響很大。工業(ye) 機器設備的運動零部件表麵自始至終都處於(yu) 摩擦狀態，磨損很快。而潤滑劑隻能延緩磨損的過程，但無法安全阻止。目前，位於(yu) 德國亞(ya) 琛的Fraunhofer生產(chan) 技術研究所（IPT）和7個(ge) 合作夥(huo) 伴，共同研究一種減少高負荷條件下工作零部件表麵摩擦的方法。

批量處理零部件表麵結構

　　該方法便是用激光將微結構置入泵和密封件的運動接觸表麵。這樣，運動的零部件表麵光滑，相互摩擦減少。此外，潤滑劑的分布將更加均勻。這樣，不僅(jin) 降低了高負荷條件下工作零部件的磨損，並且提高了工作效率，降低了能源消耗。這個(ge) 研究項目共有6個(ge) 企業(ye) 和兩(liang) 個(ge) 研究機構參與(yu) ，目標是使高負荷條件下工作零部件的3D表麵激光微結構化方法能夠在零部件批量的生產(chan) 中得到應用。

　　德國IPT是該項目的負責單位，其工業(ye) 合作夥(huo) 伴是德國激光生產(chan) 廠家Edge Wave公司和零部件表麵處理技術專(zhuan) 家Helltec公司。

激光處理使工件表麵結構微量化

　　該項目的合作夥(huo) 伴中6家生產(chan) 廠家共同試驗激光處理，使工件的表麵結構微量化，以改善高負荷條件下工作零部件的表麵性能。西班牙工藝技術中心負責研究開發出一個(ge) 模擬的高負荷工作環境，以確定未經激光處理的不同零部件表麵的性能， 以便得出零部件進行激光處理後表麵結構微量化的計算定律。如果能夠對高負荷條件下工作的零部件表麵進行激光處理實現批量作業(ye) ，不僅(jin) 僅(jin) 是泵、發動機和密封件生產(chan) 廠家從(cong) 中獲益，而且，該技術還可用於(yu) 汽車、模型製作、食品、製藥、化工以及能源等工業(ye) 領域。IPT提供了兩(liang) 台設備用於(yu) 工件表麵結構微量化的研究，該設備帶有3D、短脈衝(chong) 和超短脈衝(chong) 激光機。

　　這兩(liang) 台設備是在5軸加工機床的基礎上研發的。為(wei) 了對原有的5軸加工機床進行改造， IPT與(yu) 機床設備生產(chan) 廠家密切合作。IPT在試驗現場為(wei) 5軸加工機床加裝激光源，以確定激光照射的形狀與(yu) 導向。為(wei) 進行3D處理， IPT自行研發出了CAD/CAM試驗環境。根據之前得到的幾何形狀數據，該軟件能夠計算出進入加工機床的激光束軌跡，激光束軌跡的數據由計算機的控製器接收。

　　為(wei) 了使高負荷工作條件下零部件的摩擦機理達到最佳化，這種激光處理技術將會(hui) 得到越來越普遍的運用。如在內(nei) 燃機上便達到了減少零部件磨損和降低能耗的良好效果。該研究項目在液壓領域的研究工作也得以推進，降低了對高負荷工作條件下的液壓零部件表麵的磨損。在以往研究工作中，激光處理使工件表麵結構微量化的成果已得以顯現。

 激光處理技術減少內(nei) 燃機和泵的零部件磨損

　　IPT研發的激光處理技術可以改善各種材質零部件的磨擦情況，後續的研究證明，激光處理技術可提高泵的潛在生產(chan) 效率。IPT與(yu) 其工業(ye) 合作夥(huo) 伴對泵的高負荷零部件表麵進行了激光處理，在專(zhuan) 門設計的檢驗裝置上進行試驗，如在軸向活塞表麵置入微量結構，以測試激光結構微量化處理技術能否降低活塞與(yu) 軸襯之間的摩擦。#p#分頁標題#e#

　　德國標準研究所(DIN)已將激光結構微量化處理技術列入了“激光束熱摩擦”的標準章節。在這個(ge) 程序中隻使用脈衝(chong) 激光束。采用激光結構微量化處理技術時，脈衝(chong) 持續時間小於(yu) 100ps，處理後的零部件表麵質量優(you) 於(yu) 脈衝(chong) 持續時間較長的處理效果。

　　而每次脈衝(chong) 對零部件表麵磨損性能的改善較微弱，因此，需要最大的激光能量時，人們(men) 便采用超短脈衝(chong) 激光機，激光能量範圍在100μJ以內(nei) 。而現有的激光束源通常脈衝(chong) 持續時間以毫微計算，激光能量為(wei) 幾百毫焦耳。每次脈衝(chong) 改善結構件表麵的磨損率通常會(hui) 在一定程度上受較高的脈衝(chong) 頻率的影響。研究結果表明，對鋼質工件進行激光結構微量化處理時，宜使用持續時間以ps為(wei) 單位的激光源，以毫微微秒為(wei) 單位的激光源目前還在工業(ye) 中應用。