Лазерното облицоване е нова технология за покритие, включваща множество дисциплини като оптика, механика, електроника, наука за материалите и откриване и контрол. Това е ключова поддържаща технология за усъвършенствано лазерно производство, способна да решава проблеми, които традиционните производствени методи не могат да решат, и е високо-технологична област, силно подкрепяна и насърчавана от държавата. Понастоящем технологията за лазерно облицоване се е превърнала във важно средство за подготовка на нови материали, бързо директно производство на метални части и екологично повторно производство на повредени метални части и се използва широко в индустрии като аерокосмическа, петролна, автомобилна, машиностроене, корабостроене и производство на матрици. За да насърчат индустриализацията на технологията за лазерно облицоване, изследователи от цял свят са провели систематично изследване на ключовите включени технологии, постигайки значителен напредък. Многобройни научни статии, доклади от конференции и патенти както в страната, така и в чужбина въвеждат технологията за лазерно облицоване и нейните нови приложения, включително изследвания на оборудване за лазерно облицоване, материали, процеси, мониторинг и контрол, проверка на качеството и симулация на процеси. Към днешна дата обаче технологията за лазерно облицоване все още не е широко индустриализирана. Причините за това включват правителствени насоки, ограничения в зрелостта на самата технология за лазерно покритие и нивото на обществено приемане на технологията за лазерно покритие. Следователно, за да може технологията за лазерно облицоване да постигне всеобхватно промишлено приложение, от съществено значение е да се увеличат усилията за промоция, да бъде-ориентирана към търсенето на пазара, да се съсредоточи върху преодоляването на ключови фактори, възпрепятстващи развитието, и да се решат критични технологии, включени в инженерните приложения. Смята се, че в близко бъдеще областите на приложение и интензивността на технологията за лазерно облицоване ще продължат да се разширяват.
По-долу са някои примери за приложение на лазерна облицовка: Фокусираната плътност на мощността на лазерния лъч може да достигне 10¹⁰~12 W/cm², постигайки скорост на охлаждане до 10¹² K/s на материали. Тази всеобхватна характеристика не само осигурява здрава основа за растежа на нови дисциплини в науката за материалите, но също така предоставя безпрецедентен инструмент за реализиране на нови материали или нови функционални повърхности. Условията за бързо охлаждане, създадени от лазерното облицоване, далеч от равновесието при високи температурни градиенти, водят до образуването на голям брой свръхнаситени твърди разтвори, метастабилни фази и дори нови фази в втвърдената структура, както е потвърдено от многобройни изследвания. Той осигурява изцяло нови термодинамични и кинетични условия за производство на функционално градирани in-situ самостоятелно-генерирани частици-подсилени композитни слоеве. Едновременно с това подготовката на нови материали с помощта на технология за лазерно облицоване е решаваща основа за ремонта и повторното производство на повредени компоненти при екстремни условия и директното производство на метални части, което получава голямо внимание и обширни изследвания от научната общност и предприятията по целия свят. Понастоящем технологията за лазерно облицоване може да се използва за приготвяне на метал{11}}композитни материали, като например материали на базата на-желязо,-никел,-кобалт,-алуминий, титан-и магнезий-. Функционално той може да произвежда покрития с една или множество функции, като устойчивост на износване, устойчивост на корозия, устойчивост на висока -температура и специални функционални покрития. По отношение на материалната система, съставляваща покритието, тя е еволюирала от бинарни сплавни системи до много-компонентни системи. Дизайнът на състава на сплавта и многофункционалността на много-компонентните системи са важни насоки за развитие за бъдещото получаване на нови материали чрез лазерно напластяване. Нови изследвания показват, че металните-материали на основата на стомана доминират инженерните приложения в моята страна. Междувременно повечето повреди на метални материали (като корозия, износване и умора) се появяват на работните повърхности на компонентите, което изисква укрепване на повърхността. Използването на широкомащабни-на-само{30}}само{30}}частици-подсилена стомана-композитни материали на базата на-изпълнение на условията за експлоатация на детайлите е не само прахосничество на материали, но и изключително скъпо. От друга страна, от биомиметична гледна точка, естествените биоматериали имат плътен външен слой и рядък вътрешен слой, като показват твърд външен слой и здрав вътрешен слой. Освен това градиентът на плътността-разредливостта и твърдостта-издръжливостта отвън навътре на естествените биоматериали им дава отлични експлоатационни характеристики.
Въз основа на специфичните условия на експлоатация и изискванията за експлоатационни характеристики на материалите в инженерството, съществува спешна необходимост от разработване на нови композитни материали с повърхностна метална матрица със здрави и здрави връзки и степенувани вариации на ефективността. Следователно подготовката на градуирани функционални in-situ самостоятелно-генерирани частици-подсилени метални матрични композити с металургично свързване към субстрата с помощта на лазерно облицоване е не само спешна необходимост в инженерната практика, но и неизбежна тенденция в развитието на технологията за лазерна модификация на повърхността. Въпреки че се докладва за подготовката на -на място самогенерирани-частици-композити с метална матрица и функционално класифицирани материали с помощта на лазерна технология за облицовка, повечето проучвания остават на етапа на анализ на микроструктурата и ефективността и контрол на параметрите на процеса. Размерът, разстоянието и обемното съотношение на усилващите фази все още не могат да се контролират. Функционалността на градиента се формира чрез много-слойно покритие, което неизбежно води до слабо междинно свързване между слоевете, което показва, че трябва да се извърви дълъг път до практическото приложение. Приготвянето на повърхностни композити с метална матрица с контролируем размер, количество и разпределение на частиците, подходящо съчетана здравина и издръжливост и интегриране на степенувана функционалност и-само{13}}на място генерирано подсилване на частици с помощта на лазерна технология за облицовка е важна бъдеща посока на развитие. Съдържанието на изследването включва:
1. Техниките, методите и принципите на състава, микроструктурата и дизайна на облицовъчния материал, както и технологията за контрол на изпълнението на процеса.
2. Създаване на термодинамични и кинетични модели за утаяване, растеж и укрепване на фази,-подсилващи частици във функционално градирани in-in situ самостоятелно-генерирани частици-композити с метална матрица, подсилени чрез лазерно облицоване.
3. Биомиметичен дизайн на морфологията, структурата, функцията и композитния състав-на фазата на частиците, както и технология за контрол на размера, количеството и разпределението.
4. Изследване на принципите, ключовите фактори и методите на процеса за контрол на градиента на състава, микроструктурата и свойствата на покритието.
5. Наблюдение, анализ, контрол и характеризиране на макроскопични и микроскопични интерфейси; анализ и тестване на конвенционалните свойства на функционално градирани in-situ самостоятелно-генерирани частици-подсилени метални матрични композити, както и поведение при износване и механизми на повреда при различни работни условия. Пробивите в тези изследователски области могат да решат проблема с несъответствието-на съвместимостта на матрицата на покритието и лесното напукване и да насърчат разширяването на областите на приложение на технологията за лазерно облицоване.