Rivestimento laser di cilindri idraulici e steli

Gli steli dei pistoni e i cilindri idraulici sono esposti a stress meccanici e corrosivi estreme. I processi convenzionali di protezione delle superfici si scontrano sempre più spesso con limiti normativi e tecnici. Il rivestimento laser – noto anche come laser cladding o saldatura a deposizione laser – si sta affermando come tecnologia di produzione orientata al futuro, che supera i processi convenzionali come la cromatura dura e la spruzzatura termica in termini di parametri prestazionali fondamentali. EMAG LaserTec sviluppa e costruisce sistemi di produzione chiavi in mano che, per la prima volta, rendono questo processo scalabile a livello industriale ed economicamente vantaggioso nella produzione in serie. 

Per quali applicazioni è adatto il rivestimento laser? 

Il rivestimento laser di cilindri idraulici e steli dei pistoni si rivolge a un'ampia gamma di settori e campi di applicazione. Il processo mostra i suoi punti di forza ovunque siano richiesti carichi meccanici elevati, ambienti corrosivi e lunghe durate. 

01.

Cilindri idraulici nell'ingegneria meccanica e nell'idraulica mobile

Gru mobili, macchine edili, macchine agricole e attrezzature minerarie utilizzano cilindri idraulici nelle condizioni più difficili. Polvere, umidità, fluttuazioni di temperatura e pressioni elevate sollecitano continuamente la superficie delle steli dei pistoni. Le steli dei pistoni rivestite al laser offrono in questo caso una durata misurabilmente superiore e riducono i tempi di fermo non programmati. 

 

02.

Unità a pistoni assiali e componenti di pompe

I pistoni nelle pompe e nei motori a pistoni assiali sono soggetti a elevate velocità di scorrimento e pressioni superficiali. Il rivestimento laser crea superfici a basso attrito e ad alta capacità di carico, che riducono al minimo l'usura e prolungano la durata dell'intera unità idraulica. 

 

03.

Produzione senza cromo (VI)

Il rivestimento laser funziona completamente senza processi galvanici e quindi senza composti di cromo (VI). I produttori che puntano su questo processo, soddisfano i requisiti del regolamento REACH e si posizionano allo stesso tempo come partner orientati al futuro nei confronti dei propri clienti. 

Cilindro idraulico e rivestimento laser di uno stelo su un pezzo in rotazione
Processo di rivestimento laser per cilindri idraulici. Il raggio laser fonde con precisione la polvere metallica sulla superficie.

Quali concetti di macchina offre EMAG per il rivestimento laser degli steli dei pistoni? 

ELC 1500 LMD ed ELC 2700 LMD – Rivestimento di alberi fino a 2,7 metri

Gli impianti di rivestimento laser EMAG della serie ELC LMD sono progettati appositamente per il rivestimento di componenti a simmetria rotazionale. La struttura è composta da una testa motrice con azionamento, una contro-punta elettrica e un sistema di posizionamento per l'ottica di processo con alimentazione di polvere o filo. 

Dati tecnici di riferimento della serie ELC LMD: 

Parametri  ELC 1500 LMD ELC 2700 LMD 
Lunghezza del pezzo massima 1,500 mm 2,700 mm 
Diametro del pezzo massimo 1,000 mm 1,000 mm 
Peso del pezzo massimo 2,000 kg 2,000 kg 
Materiali di riempimento Polvere o filo  Polvere o filo 

Gli impianti dispongono di un sistema di sensori integrato per il monitoraggio del processo, che ha già dato prova della propria efficacia in numerosi casi nei processi di rivestimento dei dischi dei freni, particolarmente esigenti e rilevanti per la sicurezza. Il trasportatore di polvere, la sorgente laser, l'unità di raffreddamento e il sistema di aspirazione sono integrati nel concetto di macchina come pacchetto completo. 

 

Impianto di rivestimento laser EMAG ELC 1500 LMD con sorgente laser integrata, estrazione, raffreddamento e trasporto della polvere
Vista d'insieme dell'EMAG ELC 1500 LMD per il rivestimento laser di onde e steli dei pistoni. L'impianto comprende sorgente laser, unità di raffreddamento, trasportatore di polvere, sistema di aspirazione con preseparatore e pannello di comando.
EMAG ELC 1200 V LMD Macchina verticale per il rivestimento laser di pezzi di piccole dimensioni
L'EMAG ELC 1200 V LMD è una macchina verticale compatta per il rivestimento laser in serie di pezzi di piccole dimensioni.

ELC 1200 V LMD – Impianto compatto per piccoli componenti e produzione in serie

Per componenti di piccole dimensioni come pistoni assiali, dischi o parti soggette a usura, EMAG offre l'ELC 1200 V LMD. Questa macchina verticale compatta si basa sulla collaudata piattaforma ELC 1200 V, è dotata di una tavola rotante e di uno speciale supporto per pezzi e può essere automatizzata in modo personalizzato. Per i pezzi di piccole dimensioni è possibile utilizzare supporti multipli, nonché sistemi di carico e scarico robotizzati senza operatore o portali. Ad esempio, un trasportatore a vibrazione convoglia i pezzi, mentre un robot di movimentazione carica automaticamente la macchina. Dopo il processo di rivestimento, le parti vengono espulse tramite trasportatori a rulli a gravità. Questa soluzione consente una produzione in serie economica anche con grandi quantità. 


In che modo EMAG supporta l'introduzione del rivestimento laser? 

EMAG accompagna l'intero processo, dalla prima analisi di fattibilità all'impianto di produzione chiavi in mano. Nel centro tecnologico interno vengono effettuati test di rivestimento specifici per l'applicazione, al fine di convalidare la scelta dei materiali, i parametri di processo e le proprietà del rivestimento. 

Grazie alla combinazione di tecnologia laser, ingegneria meccanica e competenza nell'automazione sotto lo stesso tetto, EMAG offre soluzioni complete chiavi in mano. Questo approccio chiavi in mano accorcia la durata del progetto e riduce i rischi di interfaccia che sorgono quando collaborano più fornitori. 

EMAG Laser Application Center con macchine laser e componenti campione per prove di rivestimento e sviluppo di processi
L'EMAG Laser Application Center funge da centro tecnologico per studi di fattibilità e sviluppo di processi nel campo del rivestimento laser. Diverse macchine laser e componenti campione sono a disposizione per le prove dei clienti.

Domande frequenti sul rivestimento laser di steli di pistoni e cilindri idraulici 

Sì, in numerosi casi di applicazione il rivestimento laser offre un'alternativa tecnicamente superiore e a prova di futuro alla cromatura dura. Il legame metallurgico, l'assenza di cromo (VI) e la superiore resistenza alla corrosione sotto carico dinamico parlano chiaramente a favore del cambio di tecnologia.

EMAG lavora un'ampia gamma di polveri metalliche e fili. I materiali di rivestimento tipici comprendono leghe contenenti carburo di cromo, leghe a base di nichel e leghe a base di cobalto. La scelta del materiale dipende dai requisiti di durezza, resistenza alla corrosione e comportamento all'attrito della rispettiva applicazione.

La superficie rivestita al laser viene macinata al termine del processo di rivestimento per ottenere il diametro finale richiesto e la qualità superficiale necessaria per il funzionamento della tenuta. È possibile raggiungere rugosità superficiali di +/- 15 µm. 

In determinate condizioni di utilizzo, la superficie di uno stelo del pistone rivestito al laser può subire uno scolorimento visivo. Questo scolorimento non influisce sulla funzionalità tecnica, sulla resistenza alla corrosione o sulle proprietà di usura del rivestimento. 

La serie ELC LMD lavora pezzi con lunghezza fino a 2.700 mm, diametro fino a 1.000 mm e peso fino a 2.000 kg. Su richiesta sono realizzabili dimensioni maggiori. Per i pezzi di piccole dimensioni e la produzione in serie è disponibile la compatta ELC 1200 V LMD.

Vantaggi 

  • Rete globale di assistenza e supporto per il funzionamento continuo
  • Sensori e monitoraggio di processo collaudati nella produzione in grande serie
  • Piattaforme macchina flessibili per componenti da pochi centimetri fino a 2,7 metri di lunghezza
  • Sistemi di produzione chiavi in mano da un unico fornitore: macchina, laser, automazione e tecnologia di processo
  • Processi a polvere e a filo a seconda delle esigenze applicative

Tecnologie

Sistemi di produzione complessi da un'unica fonte grazie a un'alta gamma di tecnologie

In laser cladding, metallic filler material in powder or wire form is precisely introduced into a molten pool created by the laser. This results in a…

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