Laser cladding: Construcción de capa precisa para protección contra desgaste, reparación y superficies funcionales

En el laser cladding, el material de aporte metálico en forma de polvo o hilo se introduce de manera controlada en un baño de fusión generado por el láser. De este modo se forma una capa de unión metalúrgica firmemente adherida al material base. El proceso es adecuado para la construcción de capas de protección contra desgaste y corrosión, para la reparación de zonas de componentes sometidas a solicitación, así como para la adaptación funcional específica de superficies.

Laser cladding para construcción de capa precisa y función específica de componentes. 

Una ventaja técnica fundamental del laser cladding es la aportación de calor localmente limitada. Esto permite reducir la carga térmica del componente, el distorsionado permanece controlable y la modificación de la microestructura en la zona superficial se reduce a un nivel acotado. Al mismo tiempo, el espesor de capa, la dilución y la geometría de depósito pueden ajustarse con seguridad de proceso.

La calidad del resultado depende esencialmente de la calibración precisa de la potencia del láser, el avance, la alimentación de material de aporte, la conducción del gas de protección y el movimiento de trayectoria. En las instalaciones automatizadas de EMAG, el proceso de recubrimiento se guía con precisión mediante ejes CNC o sistemas de movimiento asistidos por robot. De este modo pueden procesarse tanto componentes de simetría rotacional como ejes, cilindros o asientos de rodamiento, así como superficies complejas dependientes del contorno, con trayectoria definida y calidad de capa uniforme. La calibración exacta del movimiento relativo, la alimentación de material y el aporte de energía garantiza resultados reproducibles en la totalidad del componente.

El laser cladding es, por tanto, un proceso de fabricación técnicamente exigente para aplicaciones donde se requieren propiedades de capa definidas, alta resistencia de adherencia y una aplicación de material específica.

Laser cladding en un eje en rotación con baño de fusión visible. El recubrimiento se aplica de forma controlada.
Proceso de recubrimiento láser en una pieza de trabajo de simetría rotacional. El láser aplica la capa funcional con precisión sobre la superficie.

Vástagos de pistón con recubrimiento. Las superficies están diseñadas para altas cargas.
Vástago de pistón con recubrimiento para aplicaciones sometidas a desgaste y corrosión. El recubrimiento protege las superficies funcionales durante la operación.

Recubrimiento láser de cilindros hidráulicos

Los cilindros hidráulicos, y en particular sus vástagos, están expuestos a la humedad, la suciedad, los picos de presión y el desgaste mecánico. 

En el recubrimiento láser se aplica de manera controlada una capa protectora de unión metalúrgica sobre la superficie sometida a solicitación. Esto incrementa la resistencia al desgaste y a la corrosión, y prolonga la vida útil del componente.

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Rodillo con recubrimiento superficial uniforme. Adecuado para aplicaciones industriales de alta solicitación.
Rodillo con recubrimiento con superficie funcional uniforme en todo el ancho de trabajo. La superficie está diseñada para aplicaciones sometidas a desgaste y corrosión.

Recubrimiento láser de rodillos

En el recubrimiento láser de rodillos se aplica de manera controlada una capa funcional densa de unión metalúrgica sobre la superficie en rotación. El proceso es adecuado para rodillos de prensa, de impresión y de calandria, ya que permite controlar el desgaste, la corrosión y las cargas térmicas. Al mismo tiempo se mantiene la estabilidad dimensional incluso en rodillos de gran longitud.

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Disco de freno con recubrimiento con una capa funcional aplicada con láser. Se aprecia la superficie de fricción recubierta.
Disco de freno con superficie de fricción con recubrimiento por láser. La capa funcional aumenta la resistencia al desgaste y reduce la emisión de polvo de frenos.

Revestimiento duro de discos de freno

En el recubrimiento de discos de freno, la superficie de fricción se reviste mediante láser de manera controlada con una capa funcional resistente al desgaste. Esto reduce las emisiones de polvo de freno, incrementa la vida útil y permite obtener capas libres de poros y grietas con geometría definida. Según los requisitos, se emplean sistemas de una o dos capas.

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Perno planetario con recubrimiento láser para una transmisión de aerogenerador. Se aprecia la superficie de rodamiento recubierta.
Perno planetario para transmisiones de aerogeneradores con superficie funcional recubierta por láser. El recubrimiento sirve como superficie de cojinete deslizante resistente al desgaste para aplicaciones de alta solicitación.

Recubrimiento de cojinetes deslizantes para aerogeneradores

En el recubrimiento de cojinetes deslizantes para aerogeneradores, los ejes principales y los pernos planetarios se recubren selectivamente con materiales blandos para cojinetes deslizantes mediante láser. De este modo se obtienen capas con unión material con buenas propiedades de funcionamiento de emergencia, alta resistencia al desgaste y un bajo consumo de material. El proceso es especialmente adecuado para componentes sometidos a cargas elevadas en funcionamiento continuo.

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Ventajas del laser cladding

  • Baja aportación de calor al componente
  • Buen control del distorsionado e influencia en la zona superficial
  • Unión metalúrgica entre la capa y el material base
  • Aplicación específica únicamente en las zonas funcionalmente relevantes
  • Alta flexibilidad en materiales de capa y geometrías
  • Aptitud para recubrimiento, reparación y construcción aditiva
  • Resultados reproducibles mediante conducción automatizada del proceso
  • Restauración económica de componentes de alto valor

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