目前，零件的耐蝕、耐磨涂層主要是通過(guò)硬鉻的電鍍、熱噴涂、或其它堆焊技術(shù)來(lái)修復(fù)。不過(guò)，這些技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)逐漸由于環(huán)境，健康等問(wèn)題被取部分取代。為此德國(guó)弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所（FraunhoferILT）和亞琛工業(yè)大學(xué)（RWTH－Aachen）的研究者開(kāi)發(fā)出一種超高速激光熔覆技術(shù)，德文稱(chēng)之為EHLA。并榮獲了2017年Fraunhofer創(chuàng)新獎(jiǎng)（Fraunhofer最高獎(jiǎng)項(xiàng)）。

保護(hù)零件免受腐蝕和磨損并不簡(jiǎn)單，標(biāo)準(zhǔn)的工藝如硬鉻電鍍、熱噴涂、堆焊等技術(shù)均有各自的局限性。激光熔覆是比較常見(jiàn)的可替代工藝，但由于鍍層速率以及精度的不足，還沒(méi)有被廣泛使用。而超高速激光熔覆技術(shù)，將革命性替代傳統(tǒng)的涂層制備工藝。弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所的AndresGasser博士介紹說(shuō)：“采用超高速激光熔覆技術(shù)，我們可以在短時(shí)間內(nèi)完成大面積涂層的快速制備，熔覆層厚后按照工藝需求從0．1－0．25mm調(diào)整，對(duì)工件表面基本無(wú)損傷，和普通激光熔覆工藝的不同之處在于粉末在離工件一定距離處融化，并高速噴射到工件表面形成極薄的冶金層。

替代部分硬鉻電鍍技術(shù)

硬鉻電鍍是當(dāng)前耐蝕、耐磨涂層制備最常用的技術(shù)之一，但是耗能較大。超高速激光熔覆技術(shù)如今為我們提供了更經(jīng)濟(jì)的方法，加工過(guò)程無(wú)需應(yīng)用化學(xué)原料，非常環(huán)保。不同于電鍍鉻層，該技術(shù)制備的涂層與基體之間為冶金結(jié)合，涂層不易剝落。并且，超高速激光熔覆技術(shù)制備的表面涂層中沒(méi)有硬鉻層里常見(jiàn)的氣孔和裂紋缺陷，其防護(hù)作用更持久、有效。

比熱噴涂更有效利用資源

熱噴涂技術(shù)同樣也有不足之處，其加工過(guò)程粉末材料與氣體消耗較大，材料利用率最大只有50％左右；并且涂層和基體的結(jié)合力較弱。由于熱噴涂制備的涂層氣孔較多，必須采用多層沉積方式制備（每層大約25－50μm厚）。相比于熱噴涂方法，新開(kāi)發(fā)的超高速激光熔覆技術(shù)材料利用率高達(dá)90％以上，明顯提高了金屬粉的利用率與經(jīng)濟(jì)性。單層涂層中不僅沒(méi)有氣孔，而且與基體結(jié)合牢靠。

比堆焊速度更快、應(yīng)用更廣

堆焊常用來(lái)生產(chǎn)高質(zhì)量、堅(jiān)固的涂層，傳統(tǒng)的堆焊工藝如鎢極惰性氣體保護(hù)焊或等離子弧粉末沉積技術(shù)的涂層一般都較厚（約2－3mm），需要消耗大量材料。常規(guī)激光熔覆技術(shù)雖然已經(jīng)可以制備較薄的涂層（約0．5mm－1mm），但在處理大零件表面時(shí)效率還是太低，所以目前為止只應(yīng)用于某些特殊領(lǐng)域。該方法的另一問(wèn)題是需要特定的熔池尺寸方可獲得無(wú)缺陷的熔覆涂層：零件被局部熔化的同時(shí)，粉末通過(guò)送粉噴嘴直接送入到熔池內(nèi)部。Gasser博士在闡述超高速激光熔覆新技術(shù)時(shí)強(qiáng)調(diào)，其工藝關(guān)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(tài)形式進(jìn)入到熔池，而不是以固態(tài)顆粒狀態(tài)，因此熔覆層會(huì)更加均質(zhì)；而且，激光對(duì)基體材料的熔化量非常有限，只是表面的幾個(gè)微米深度，而不是毫米尺度。

超高速激光熔覆速度比傳統(tǒng)激光熔覆快100－250倍，使得激光對(duì)基體的熱影響達(dá)到最小。因此，超高速激光熔覆可實(shí)現(xiàn)熱敏感材料零件的涂層制備，傳統(tǒng)方法因熱輸過(guò)高，這在之前是不可能實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，這種新工藝還可用于全新的材料組合，例如鋁基材料或鑄鐵材料上涂層的制備。

一些高承載零件內(nèi)壁對(duì)表面熔覆、修復(fù)的應(yīng)用需求持續(xù)增加，希望具有卓越的耐磨、耐沖刷、耐腐蝕性能等，如軸承、模具、氣缸、油缸、擠壓筒、閥門(mén)等。隨著產(chǎn)品服役性能、結(jié)構(gòu)復(fù)雜度的提高，工業(yè)界對(duì)內(nèi)壁激光熔覆、修復(fù)技術(shù)的適用極限尺度、多功能性與高質(zhì)高效性提出了越來(lái)越高的應(yīng)用需求。

不同于外壁激光熔覆，內(nèi)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(guò)長(zhǎng)距離傳輸?shù)竭_(dá)光學(xué)頭的頂端，為適應(yīng)更小、更長(zhǎng)內(nèi)徑零件的加工，內(nèi)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(nèi)壁激光熔覆光學(xué)系統(tǒng)，也稱(chēng)為ICO（Inner Cladding Optics），是內(nèi)壁激光熔覆系統(tǒng)的核心部件， ACunity與Fraunhofer ILT的孵化企業(yè)IXUN GmbH建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室與制造工廠，針對(duì)工業(yè)界不同的應(yīng)用需求，開(kāi)發(fā)了系列型號(hào)內(nèi)壁激光熔覆光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)光路設(shè)計(jì)、輕量化結(jié)構(gòu)剛性、水冷效果、粉末匯聚性能、集成度等持續(xù)優(yōu)化升級(jí)，在最大延伸長(zhǎng)度、最小適用內(nèi)徑范圍不斷挑戰(zhàn)極限，可滿足工業(yè)界大部分規(guī)格尺寸零件的內(nèi)孔、內(nèi)腔的激光加工需求。模塊化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與多系列的內(nèi)壁光學(xué)系統(tǒng)可滿足內(nèi)壁激光熔覆、激光修復(fù)、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(yīng)用。

亞琛聯(lián)合科技的內(nèi)壁激光加工系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上充分考慮了應(yīng)用便捷性，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，機(jī)床、機(jī)器人不同運(yùn)動(dòng)形式，配備不同規(guī)格的內(nèi)壁光學(xué)系統(tǒng)，也可實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外壁激光熔覆的一體化集成。同時(shí)，針對(duì)不同產(chǎn)品特征、工藝需求，開(kāi)發(fā)了內(nèi)壁激光熔覆、修復(fù)、硬化等不同方法的配套工藝規(guī)范。