摘 要： 激光再制造技术是一种将再制造技术与激光熔覆技术有机结合而形成的一门技术，其中，激光熔覆技术是再制造技术的重要基础。激光再制造技术主要用于改造修复损坏、报废零部件，使其重新恢复原本的状态。在本研究中，主要对激光再制造技术进行了介绍，并就其应用发展展开了论述，以供参考。
关键词： 激光再制造技术; 再制造技术; 激光熔覆技术; 应用发展;
绿色循环经济要想实现科学发展，再制造是必然条件之一。自人类社会进入21世纪以来，加强地球生态环境保护力度，构建循环经济是目前世界各国追逐的目标。循环经济模式这种目前被大力提倡的经济模式是一种追求更少资源消耗、更多劳动就业、更低环境污染、更大经济效益的一种先进经济模式。激光再制造技术以能源节省、资源节约、保护生态环境为主要特色，能够对废旧零部件剩余价值进行开发以及利用，减少了大量报废、失效零部件对生态环境可能造成的危害，是废旧零部件得以资源化利用的重要手段。加大对激光再制造技术的应用力度，不仅契合了目前国家大力推行循环经济的战略需要，同时，也是各个行业顺利完成节能减排目标的重要途径。因此，研究分析激光再制造技术及其应用发展具有尤为重要的意义和作用。
1 、激光再制造技术介绍
1.1 、激光再制造技术构成
激光再制造技术是一种将各种先进技术融为一体的技术，如激光技术、光电检测控制技术、数控技术、机构设计技术、计算机技术、先进材料技术、CAD/CAM技术等。在实际应用中，激光再造技术的整个流程如图1所示。首先定位损坏的部件，然后，对其进行失效分析以及检测诊断，再结合分析诊断结果继续进行三维测量以及逆向建模，进行切片处理和规划加工路径，然后，选择合适的熔覆工艺和熔覆材料并进行加工工艺设计，借助工艺参数实验将最佳工艺参数加以找到，激光再制造损坏部件，在进行相关处理后，还需要进行熔覆层性能实验，评价生成的熔覆层质量，最终从安全、寿命、经济三个维度对再制造部件进行评估，最后，分析整个系统的和谐性。
1.2 、激光再制造技术优点及特点
1.2.1 、激光再制造技术优点
激光再制造技术的优点主要体现在以下几个方面：（1）激光束有着较高的能量密度，仅仅需要将少许的能量注入进去，就可以实现激光熔覆的完成。零件由于热影响区小，所以相应的变形也较小，因而非常适合用来修复或是强化那些高精度零部件。比如，对精轧辊的表面运用该技术加以强化处理。（2）激光熔覆层有着比较低的稀释率，并且能够实现精确控制，熔覆材料的成分将决定熔覆层的成分以及性能。所以当采用常规堆焊工艺难以实现修复的时候，就需要借助激光熔覆技术。（3）激光熔覆层微观缺陷少，有着较为致密的组织，有着较高的强度。所以可以用来修复或强化一些重载条件下的零部件，比如，大型曲轴、大型齿轮以及大型轧辊等。（4）能够精确控制熔覆层，通过设计专门的导光系统，能够实现对盲孔、凹槽、内孔等部位的激光处理。如果借助多道搭接甚至能够实现工件表面的大厚度、大面积激光熔覆，满足不同尺寸、形状的轧辊等典型容易发生损坏部件的表面修复要求或强化要求。
图1 激光再造技术应用流程图
1.2.2、 激光再制造技术特点
激光再制造技术是以失去了使用价值的损坏、报废零部件作为毛坯进行性能升级、修复，使强化和修复后的零部件能够重新恢复原本状态甚至超越，有着环保、节材、节能、高效、优质等基本特点。该技术最大的特点是能够借助先进的技术方法制备出比基体材料性能还要优秀的熔覆层，从而使得被强化或修复的零部件自此获得防辐射、抗疲劳、耐磨损、防腐蚀、耐高温等性能。熔覆层的厚度仅十几毫米甚至几十微米，相比制作部件的整体材料而言，面积小、厚度薄，却将该部件的主要功能承担了，使该部件相比于本体材料而言，有着更高的耐高温、抗腐蚀性、耐磨性等能力，能够实现一些贵重金属材料的大大节约。通过应用该技术，还能够实现大量耗材浪费和能源消耗的减少，可谓是一种低噪声、无污染、非接触、节省材料和能源的绿色技术。
2 、激光再制造技术应用发展
2.1、 矿山机械行业的应用发展
矿山机械主要应用于建材、化工、有色金属、煤炭等部门的矿山开采中，以及为水电、公路、铁路等大型工程提供高效、先进的设备支持。在整个社会发展和社会经济建设中，矿山机械有着非常重要的地位和作用。矿山机械由于经常在条件较为恶劣的地区使用，同时，使用强度也非常大，所以每年都会有大量的废旧零部件产生。据相关统计数据显示，2020年，我国矿山机械甚至将达到接近百万吨的平均报废量，所以如何将这些报废了的废旧零部件有效利用是国家以及相关企业非常重视的问题，而这对于我国经济实现可持续发展也有着非常重要的意义和作用。矿山机械的特点是体积庞大、装卸困难、价格高昂，而且维修保养工作量大，一旦设备由于零部件表面磨蚀、磨损而导致整个设备停止运行，会导致非常大的经济损失。将激光再制造技术应用的矿山机械行业中来，通过对废旧零部件的再制造，变废为宝，实现重新利用，不但减少了能源和资源上的浪费，就整个社会经济是否得以实现可持续发展也能够起到非常积极的促进作用。
2.2、 钢铁行业的应用发展
目前，国内钢铁企业每年在辊材种类上的消耗已达到了惊人的数量，是钢铁行业最主要的耗材。钢铁企业往往需要应用较多的热轧工艺，热轧辊须有着优秀的抗磨性，组织紧密的材质以及均匀分布的硬度，较高的散热能力以及较低的热膨胀系数，抗高温蠕变、抗氧化性能以及高温稳定性能。轧辊质量将对轧机效率以及生产出来的产品质量产生直接的影响，所以，对于其修复往往有着非常高的技术要求。通常情况下，磨料磨损、疲劳磨损、剥落以及热龟裂等都是导致轧辊失效的原因。如果借助激光再制造技术来对失效的轧辊加以修复，针对轧辊材质、技术要求、工作环境，选择相应的熔覆工艺、熔覆合金粉末，能够使基材与熔覆层两者之间实现较好的冶金结合。熔覆层由于组织致密细小，可以使其表面达到50～60HRC的硬度，相比传统修复工艺来说，在耐冲击、耐磨等使用性能上能够有数倍的提高，同时，其成本相当于新轧辊价格的1/3。
2.3 、航空行业的应用发展
在航空行业中，由于相关零部件往往有着非常高昂的价格，当这些零部件出现损坏或者失效后，直接采购新的零部件将大大增加企业的运行成本，所以，自激光再制造技术诞生以来，常常需要运用到该技术来对这些损坏或者失效的零部件进行修复，使其与新品零部件达到一致的性能甚至超越。美国Optpmec Design公司采用该技术对T700飞机发动机零件的磨损进行修复；Huffman公司也采用该技术对镍基高温合金及钛合金航空叶片进行了修复；中科院自动化所也将该技术用于了航空发动机涡轮导向器及船舶叶片的修复。比如，包含镍基合金以及钛合金的航空发动机，当进行摩擦而导致粘着磨损出现的时候，如何对其进行有效维修是一项极为突出的问题。但是，当发动机处于惰性气体环境中，借助激光再制造技术对其进行修复，就能够使发动机重新获得有着较高质量的涂层，有利于发动机重新恢复正常状态。
3 、结语
总而言之，激光再制造技术是一门符合国家可持续发展战略和循环经济的一门绿色技术，也是目前国家大力推广应用的一门高新技术。我国每年由于零部件腐蚀、磨损等诸多原因而导致设备报废、停产，进而产生的相关损失高达千亿元，由此可见激光再造技术在其中的重要地位和作用，不难预见激光再造技术的市场应用前景是何等广阔。
参考文献
[1]邵珠强,李娜,王晓成等.绿色激光再制造技术及其应用[J].装备制造技术,2017(06):75-77.
[2]田琰弋.激光再制造技术及应用[J].科技创新导报，2019,16(14):80-81.
