压辊和印刷辊的激光熔覆

印刷、造纸和包装机械中的辊筒必须在整个辊体长度上保持均匀的表面质量。即使微观形貌或粗糙度存在微小偏差，也会直接影响印刷密度、油墨转移以及最终产品的均匀性。

与此同时，辊面承受着巨大的负荷：辊对之间的高线压、纸张和纸板卷材造成的磨蚀性磨损、与印刷油墨、溶剂、碱液和清洗液的接触，以及连续运行中的冷热循环。 在这种条件下，硬铬镀层或热喷涂等传统涂层工艺已达到极限——无论是抗腐蚀性的有限性、微裂纹的形成，还是与基材的附着力不足。

此外，法规压力也不容忽视：欧洲《REACH 法规》正日益限制电镀工艺中六价铬化合物的使用。因此，印刷机运营商和制造商需要性能更强、寿命更长、耐腐蚀且面向未来的涂层解决方案。

在激光熔覆过程中，聚焦的激光束会照射到旋转的辊面。金属粉末或金属丝被精准送入由此形成的熔池，熔化后与基材冶金结合。最终形成无孔隙、无裂纹的功能涂层，并与辊筒本体形成材料结合的连接。

熔覆工艺沿辊体全长一次完成。在此过程中，加工光学系统平行于辊轴移动，而工件则旋转——这类似于车床的工作原理。通过精确控制激光功率、进给速度和粉末供给，可将涂层厚度、硬度和表面形貌精确调整以适应具体应用需求。

该工艺的一个显著特点是热输入极低。热负荷仅集中在距表面零点几毫米的深度内。因此，辊体的金相结构和尺寸精度保持不变——这对易变形的长型薄壁辊而言至关重要。

热喷涂——例如 HVOF 工艺——在印刷和造纸行业已应用多年。该工艺形成的涂层具有良好的硬度和耐磨性。然而，该工艺存在系统固有的缺陷，在要求苛刻的辊筒应用中，这些缺陷变得越来越明显。

涂层附着力与疲劳强度

热喷涂涂层通过机械咬合附着在基材上。在循环载荷作用下，例如压辊在连续运行中，这种结合会产生疲劳。结果导致涂层剥离（剥落）。 相比之下，激光涂层表面与基材之间形成了冶金结合。这种焊接连接即使承受数百万次载荷循环，也不会出现分层风险。

材料利用率与经济性

在热喷涂过程中，多达40%的涂层材料会因过喷而浪费。而激光涂层的材料利用率则超过95%。对于辊筒制造商和运营商而言，这意味着：原材料消耗更少、废料更少，更低单位面积熔覆成本。

孔隙率与表面密度

由于工艺原因，热喷涂层具有一定的残余孔隙率。油墨、溶剂或水分可通过这些微孔渗入基材，从而导致底层腐蚀。激光熔覆可形成完全致密、无孔的涂层，作为封闭的屏障抵御化学介质的侵蚀。

该工艺适用于对耐磨性、耐腐蚀性和表面质量要求较高的回转对称部件。在印刷和造纸行业，覆盖多种辊型。