Laser Shock Peening

V době stále rostoucích cen přírodních zdrojů a energií je pro společnosti rozhodující snížení výrobních a provozních nákladů. Jedním ze způsobů, jak snižovat náklady, je zavést nové výrobní postupy. Tyto procesy mohou výrazně prodloužit životnost výrobku a tím snížit provozní náklady. Naším cílem v HiLASE je vyvinout metodu povrchového zušlechťování nazvanou Laser Shock Peening, která prodlužuje životnost kovových součástí.

Peening obecně označuje technologii, kde je povrch součásti vytvrzován nárazem. Laser Shock Peening pro vytvrzování využívá pulzní laserový svazek. Laserový impuls generuje silnou kompresní rázovou vlnu po dopadu na povrch součásti. Rázová vlna se šíří materiálem a vytváří kompresní zbytková napětí na povrchu materiálu. Kompresní zbytková napětí Laser Shock Peeningu jsou zpravidla až desetkrát hlubší ve srovnání s klasickými metodami (kuličkování), a tím zvyšují odolnost vůči poruchám jako je např. korozní praskání a kavitace. Laser Shock Peening lze použít na slitiny titanu, slitiny niklu, hliníkové slitiny nebo nerezovou ocel a také na jiné kovy a jejich slitiny.

Centrum HiLASE má vlastní stanici pro Laser Shock Peening. Jako laserový zdroj je použit diodově čerpaný pevnolátkový laser s následujícími parametry:
• Pulsní energie: až 5,5 J
• Délka impulsu: 14 ns
• Rychlost opakování: 10 Hz
Stanice je vybavena 6-osým robotickým ramenem Fanuc M-20iA / 20M. Robotické rameno má užitečné zatížení 20 kg a opakovatelnost polohování je +/- 0,08 mm. Aby bylo zajištěno stabilní a spolehlivé opracování materiálu jsou energetická stabilita a profil laserového paprsku sledovány diagnostickým systémem založeným na CCD kamerách , sondou pro měření energie laseru a kalibrovanou fotodiodou. Laboratoř je vybavena nejmodernějšími zařízeními pro měření zbytkového napětí (Stresstech Prism pro odvrtávací metodu a Rigaku AutoMATE II pro rentgenovou difrakční analýzu) a metalografickou buňku pro přípravu vzorků.