Laser softening process on metal by Laserline diode lasers

材料の軟化とアニール

適切な浸漬 – 平面の均等な軟化 – 高い処理速度

例へ

プロセス

軟化は、鋼部品を変形させるためのプロセス工程である。軟化工程では、マルテンサイトの形成によって硬化した鋼が、局所的に定義された領域で加熱されます。温度によって、マルテンサイトは焼鈍され、軟化するか、またはオーステナイト化によって、より延性があり、剛性の低いフェライト-パーライト構造に変化します。レーザーは、熱の影響を受ける周囲の材料への移行領域が小さく、材料の柔軟で高精度な処理を保証するため、この熱処理に最適なツールです。ガス炎や赤外線放射器は、同等のプロセス品質を提供しません。

アニーリング - テンションを下げる

焼きなましは、通常、硬化工程の後に行われる熱処理である。ここでも材料は、その特性に影響を与えるため、特に張力を緩和するために加熱される。焼き入れが進むほど、焼入れ鋼は柔らかくなる。これにより硬度が下がり、靭性が増す。従来の鉄鋼関連工程に加え、材料や部品内の内部張力の補正は、以下のような非金属関連の生産工程でも役割を果たしている。半導体製造 ここでは 、ダイオードレーザーに基づくアニーリングプロセスが、製造プロセス中のウェハーの内部張力を補正するためにテストされている。

軟化材料

ダイオードレーザーによる熱処理は、材料を硬化させるだけでなく、その正反対、すなわち材料を軟化させる。この場合、凝固組織は、熱暴露(「焼戻し」)により特定のゾーンで軟化されるか、または、例えば、オーステナイト化とそれに続く徐冷によりフェライト-パーライト組織に戻されます。その結果、成形や溶接が容易になる。ここで、ダイオードレーザーは、誘導、ガス炎、赤外線などの他の方法よりも優れたツールである。一方では、焼入れと同じように、非常に柔軟で精密な方法で材料加工を行うことができ、他方では、加工された原材料と未加工の原材料の間に形成される遷移領域は、他の技術で形成される遷移領域よりも小さい。しかし、ダイオードレーザーの強度分布は非常に均質で、大きなスポットでも均一であるため、軟化の結果は特に均一です。

ダイオードレーザーのプロセス上の利点

他のタイプのレーザーと比較して、Laserlineのダイオードレーザーはスポットが大きく、強度分布が均一です。両者が相まって、一貫した全面軟化が可能になります。フラウンホーファーILTとの共同開発による両面照射技術により、将来的には毎分10メートル以上の加工速度が実現する。

To protect the body, soft deformation zones can be created by Laserline diode lasers

ソフトニングはどこで使われるのか?

自動車の車体構造では、プレス硬化部に柔らかい変形ゾーンを作ることができ、このゾーンが衝突時の衝撃エネルギーを吸収して車体を保護する。このような柔軟な材料加工により、残りのゾーンでも鋼材の総合的な剛性が維持されます。さらなる応用分野として、深絞り加工があります。これは、回路基板をプレスする前に、意図した曲げゾーンで軟化させ、成形工程中の亀裂や破断を防ぐものです。

応用例

Laserline’s diode lasers, by deep drawing enable the heating to be carried out exceptionally accurately and evenly, and with high process speed.
© Fraunhofer ILT

ディープ・ドローイング

深絞り加工は、最も重要な冷間加工工程のひとつで、金属板を剛性の高い成形プレスで必要な形状に成形します。ブランクホルダーに固定された金属板は、スタンプを使って金型に押し込まれ、自動車パネルやスチール製バスタブなどに加工されます。高強度鋼板で特にリスクが高い、このプレス工程でのワークピースの亀裂や破断を避けるため、板材の曲げ部分は事前に軟化されます。その一環として、関連ゾーンが加熱され、その結果金属構造が変化します。Laserline社のLDMおよびLDFダイオードレーザ、この加熱を非常に正確かつ均一に、そして高速で行うことができます。

クランプルゾーンを作る

クランプル・ゾーンを目標に合わせて作ることは、自動車構造における最も重要な安全対策のひとつである。クランプルゾーンは、事故の際に変形して衝撃エネルギーの重要な部分を吸収するようになっている。この効果を達成するために、車体シートは予め定義されたゾーンで加熱されることにより軟化する。ここでLaserline社のLDMおよびLDFダイオードレーザは、正確で均一な入熱により最適な結果を保証します。金属構造は、まさにクランプル効果を達成するポイントで軟化され、車体の他のすべてのエリアでは、必要な堅さ(これは安全性にも関連する)が維持され、最終的に乗員は最大限の保護を享受することができます。

Laserline diode lasers can guarantee optimum results thanks to their precise and even heat input.
© Fraunhofer ILT

アニールおよび軟化用ダイオードレーザー

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