目前，零件的耐蝕、耐磨塗層主要是通過硬鉻的電鍍、熱噴塗、或其它堆焊技術來修複。不過，這些技術的應用將會(hui) 逐漸由於(yu) 環境，健康等問題被取部分取代。為(wei) 此德國弗勞恩霍夫激光技術研究所（FraunhoferILT）和亞(ya) 琛工業(ye) 大學（RWTH－Aachen）的研究者開發出一種超高速激光熔覆技術，德文稱之為(wei) EHLA。並榮獲了2017年Fraunhofer創新獎（Fraunhofer最高獎項）。

保護零件免受腐蝕和磨損並不簡單，標準的工藝如硬鉻電鍍、熱噴塗、堆焊等技術均有各自的局限性。激光熔覆是比較常見的可替代工藝，但由於(yu) 鍍層速率以及精度的不足，還沒有被廣泛使用。而超高速激光熔覆技術，將革命性替代傳(chuan) 統的塗層製備工藝。弗勞恩霍夫激光技術研究所的AndresGasser博士介紹說：“采用超高速激光熔覆技術，我們(men) 可以在短時間內(nei) 完成大麵積塗層的快速製備，熔覆層厚後按照工藝需求從(cong) 0．1－0．25mm調整，對工件表麵基本無損傷(shang) ，和普通激光熔覆工藝的不同之處在於(yu) 粉末在離工件一定距離處融化，並高速噴射到工件表麵形成極薄的冶金層。

替代部分硬鉻電鍍技術

硬鉻電鍍是當前耐蝕、耐磨塗層製備最常用的技術之一，但是耗能較大。超高速激光熔覆技術如今為(wei) 我們(men) 提供了更經濟的方法，加工過程無需應用化學原料，非常環保。不同於(yu) 電鍍鉻層，該技術製備的塗層與(yu) 基體(ti) 之間為(wei) 冶金結合，塗層不易剝落。並且，超高速激光熔覆技術製備的表麵塗層中沒有硬鉻層裏常見的氣孔和裂紋缺陷，其防護作用更持久、有效。

比熱噴塗更有效利用資源

熱噴塗技術同樣也有不足之處，其加工過程粉末材料與(yu) 氣體(ti) 消耗較大，材料利用率最大隻有50％左右；並且塗層和基體(ti) 的結合力較弱。由於(yu) 熱噴塗製備的塗層氣孔較多，必須采用多層沉積方式製備（每層大約25－50μm厚）。相比於(yu) 熱噴塗方法，新開發的超高速激光熔覆技術材料利用率高達90％以上，明顯提高了金屬粉的利用率與(yu) 經濟性。單層塗層中不僅(jin) 沒有氣孔，而且與(yu) 基體(ti) 結合牢靠。

比堆焊速度更快、應用更廣

堆焊常用來生產(chan) 高質量、堅固的塗層，傳(chuan) 統的堆焊工藝如鎢極惰性氣體(ti) 保護焊或等離子弧粉末沉積技術的塗層一般都較厚（約2－3mm），需要消耗大量材料。常規激光熔覆技術雖然已經可以製備較薄的塗層（約0．5mm－1mm），但在處理大零件表麵時效率還是太低，所以目前為(wei) 止隻應用於(yu) 某些特殊領域。該方法的另一問題是需要特定的熔池尺寸方可獲得無缺陷的熔覆塗層：零件被局部熔化的同時，粉末通過送粉噴嘴直接送入到熔池內(nei) 部。Gasser博士在闡述超高速激光熔覆新技術時強調，其工藝關(guan) 鍵性是“粉未顆粒在熔池上方就被激光熔化”。這意味著粉末材料是以液態形式進入到熔池，而不是以固態顆粒狀態，因此熔覆層會(hui) 更加均質；而且，激光對基體(ti) 材料的熔化量非常有限，隻是表麵的幾個(ge) 微米深度，而不是毫米尺度。

超高速激光熔覆速度比傳(chuan) 統激光熔覆快100－250倍，使得激光對基體(ti) 的熱影響達到最小。因此，超高速激光熔覆可實現熱敏感材料零件的塗層製備，傳(chuan) 統方法因熱輸過高，這在之前是不可能實現的。同時，這種新工藝還可用於(yu) 全新的材料組合，例如鋁基材料或鑄鐵材料上塗層的製備。

一些高承載零件內(nei) 壁對表麵熔覆、修複的應用需求持續增加，希望具有卓越的耐磨、耐衝(chong) 刷、耐腐蝕性能等，如軸承、模具、氣缸、油缸、擠壓筒、閥門等。隨著產(chan) 品服役性能、結構複雜度的提高，工業(ye) 界對內(nei) 壁激光熔覆、修複技術的適用極限尺度、多功能性與(yu) 高質高效性提出了越來越高的應用需求。

不同於(yu) 外壁激光熔覆，內(nei) 壁激光熔覆加工頭中激光束、粉末、冷卻水都需在有限空間通過長距離傳(chuan) 輸到達光學頭的頂端，為(wei) 適應更小、更長內(nei) 徑零件的加工，內(nei) 壁激光熔覆加工頭要求具有高集成、高精度、高剛性的特性。

內(nei) 壁激光熔覆光學係統，也稱為(wei) ICO（Inner Cladding Optics），是內(nei) 壁激光熔覆係統的核心部件， ACunity與(yu) Fraunhofer ILT的孵化企業(ye) IXUN GmbH建立聯合實驗室與(yu) 製造工廠，針對工業(ye) 界不同的應用需求，開發了係列型號內(nei) 壁激光熔覆光學係統，對光路設計、輕量化結構剛性、水冷效果、粉末匯聚性能、集成度等持續優(you) 化升級，在最大延伸長度、最小適用內(nei) 徑範圍不斷挑戰極限，可滿足工業(ye) 界大部分規格尺寸零件的內(nei) 孔、內(nei) 腔的激光加工需求。模塊化的係統設計與(yu) 多係列的內(nei) 壁光學係統可滿足內(nei) 壁激光熔覆、激光修複、激光焊接、激光硬化等不同加工需求，一切外壁激光熔覆適用的材料均可應用。

亞(ya) 琛聯合科技的內(nei) 壁激光加工係統在設計上充分考慮了應用便捷性，係統采用模塊化設計，機床、機器人不同運動形式，配備不同規格的內(nei) 壁光學係統，也可實現內(nei) 、外壁激光熔覆的一體(ti) 化集成。同時，針對不同產(chan) 品特征、工藝需求，開發了內(nei) 壁激光熔覆、修複、硬化等不同方法的配套工藝規範。

比熱噴塗更有效率的新型超高速激光熔覆技術