Peening a laser:aumentando a resistência e durabilidade do metal

O peening a laser é um processo de usinagem em que pulsos de laser são direcionados à superfície de um objeto metálico para melhorar suas propriedades mecânicas. É semelhante ao shot peening, que utiliza bolas muito pequenas de metal ou cerâmica para bombardear a superfície de um objeto metálico. A resistência à corrosão, a resistência à fadiga, as tensões residuais e a resistência ao desgaste de um item de metal geralmente podem ser melhoradas pelo peening a laser.

Antes do tratamento, um componente é preparado para peening a laser através da aplicação de duas sobreposições. Primeiro, é aplicada uma camada opaca ao laser e, em seguida, é aplicada uma camada transparente ao laser. O laser é direcionado através da camada transparente, mas não consegue passar pela camada opaca.

Neste ponto, a energia do laser vaporiza uma camada dessa camada. O vapor permanece preso entre a cobertura transparente e a superfície do componente. À medida que esse vapor absorve mais energia do laser, ele aquece e se expande rapidamente no pequeno espaço onde está preso. A pressão aumenta rapidamente nesta área e faz com que uma onda de choque se propague no componente. A onda de choque, e não o calor do vapor, causa alterações nas propriedades do material, de modo que o processo de peening a laser é mecânico e não térmico.

Este processo é semelhante ao shot peening, que utiliza pequenas esferas de cerâmica ou metal, conhecidas como granalha, para criar numerosas reentrâncias sobrepostas na superfície de um componente metálico. Tais reentrâncias formam uma camada superficial que é altamente resistente a modos de falha mecânica, como trincas, corrosão e fadiga. O peening a laser tem resultados semelhantes, mas substitui os impactos repetitivos no metal do tiro por pulsos de luz de um laser de alta energia.

Muitos metais e ligas podem ser trabalhados por martelamento a laser. Isso inclui materiais como aço e ferro fundido, ligas de alumínio e titânio e muito mais. As propriedades mecânicas melhoradas de tais materiais tornam o peening a laser uma técnica desejável para aplicação na fabricação de peças de alto custo ou onde a resistência à fadiga é crítica.

As aplicações que podem utilizar peças marteladas a laser incluem componentes críticos à fadiga na construção automotiva ou de aeronaves. Componentes que são difíceis de transportar e manter, como grandes pás de turbinas eólicas, também podem ser melhorados com este processo para maximizar a vida útil. Os implantes de quadril, que são melhor substituídos com a menor freqüência possível devido aos riscos da cirurgia, podem ser submetidos a esse processo para prolongar a vida útil.

Os componentes martelados a laser também podem ser mais finos e leves devido às suas características mecânicas aprimoradas. Isso economiza custos de material no processo de fabricação. Também pode economizar custos devido à menor necessidade de energia ao operar veículos ou outras máquinas.

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