Laserové opláštenie je nová technológia povrchovej úpravy zahŕňajúca viaceré disciplíny, ako je optika, mechanika, elektronika, veda o materiáloch a detekcia a kontrola. Ide o kľúčovú podpornú technológiu pre pokročilú laserovú výrobu, ktorá dokáže vyriešiť problémy, ktoré tradičné výrobné metódy nedokážu vyriešiť, a ide o oblasť špičkových{1}}technológií, ktorá je výrazne podporovaná a podporovaná štátom. V súčasnosti sa technológia laserového plátovania stala dôležitým prostriedkom na prípravu nového materiálu, rýchlu priamu výrobu kovových dielov a zelenú renováciu neúspešných kovových dielov a je široko používaná v odvetviach, ako je letecký priemysel, ropa, automobilový priemysel, výroba strojov, stavba lodí a výroba foriem. Aby sa podporila industrializácia technológie laserového plátovania, výskumníci na celom svete systematicky skúmali kľúčové technológie a dosiahli významný pokrok. Početné výskumné články, konferenčné príspevky a patenty na domácom aj medzinárodnom trhu predstavujú technológiu laserového plátovania a jej nové aplikácie, vrátane výskumu zariadení na laserové plátovanie, materiálov, procesov, monitorovania a kontroly, kontroly kvality a simulácie procesov. K dnešnému dňu však technológia laserového plátovania ešte nebola široko industrializovaná. Medzi dôvody patria vládne usmernenia, obmedzenia vo vyspelosti samotnej technológie laserového plátovania a úroveň akceptácie technológie laserového plátovania verejnosťou. Na dosiahnutie komplexného priemyselného využitia technológie laserového opláštenia je preto nevyhnutné zvýšiť propagačné úsilie, orientovať sa na trh-dopyt, zamerať sa na prekonanie kľúčových faktorov, ktoré bránia rozvoju, a vyriešiť kritické technológie používané v inžinierskych aplikáciách. Predpokladá sa, že v blízkej budúcnosti sa oblasti použitia a intenzita technológie laserového plátovania budú naďalej rozširovať.
Nižšie sú uvedené niektoré príklady použitia laserového plášťa: Hustota zaostreného výkonu laserového lúča môže dosiahnuť 10¹⁰~12 W/cm², čím sa dosiahne rýchlosť ochladzovania materiálov až 10¹² K/s. Táto komplexná charakteristika poskytuje nielen silný základ pre rast nových disciplín v materiálovej vede, ale poskytuje aj bezprecedentný nástroj na realizáciu nových materiálov alebo nových funkčných povrchov. Podmienky rýchleho chladenia vytvorené laserovým plátovaním, ktoré sú ďaleko od rovnováhy pri vysokých teplotných gradientoch, vedú k tvorbe veľkého počtu presýtených tuhých roztokov, metastabilných fáz a dokonca aj nových fáz v stuhnutej štruktúre, ako to potvrdili početné štúdie. Poskytuje úplne nové termodynamické a kinetické podmienky na výrobu funkčne odstupňovaných in situ -samogenerovaných častíc-vystužených kompozitných vrstiev. Súčasne je príprava nových materiálov pomocou technológie laserového plátovania kľúčovým základom pre opravu a repasovanie zlyhaných komponentov v extrémnych podmienkach a priamu výrobu kovových dielov, ktorým sa venuje veľká pozornosť a rozsiahly výskum vedeckej komunity a podnikov na celom svete. V súčasnosti možno technológiu laserového plátovania použiť na prípravu kompozitných materiálov na báze kovu-, ako sú materiály-na báze železa,{13}}niklu,{14}}kobaltu,-hliníka,{16}}titánu a-horčíka. Funkčne môže vytvárať povlaky s jednou alebo viacerými funkciami, ako je odolnosť proti opotrebeniu, odolnosť proti korózii, odolnosť voči vysokým-teplotám a špeciálne funkčné povlaky. Pokiaľ ide o materiálový systém tvoriaci povlak, tento sa vyvinul z binárnych zliatinových systémov na viaczložkové systémy. Dizajn zloženia zliatiny a multifunkčnosť viaczložkových systémov sú dôležitými smermi vývoja pre budúcu prípravu nových materiálov pomocou laserového plátovania. Nový výskum ukazuje, že kovové-materiály na báze ocele dominujú v inžinierskych aplikáciách v mojej krajine. Medzitým sa väčšina porúch kovových materiálov (ako je korózia, opotrebovanie a únava) vyskytuje na pracovných plochách komponentov, čo si vyžaduje spevnenie povrchu. Používanie veľkých-in situ{29}}samotvorných{30}}časticových{31}}vystužených oceľových-kompozitných materiálov na splnenie prevádzkových podmienok obrobkov je nielen plytvanie materiálmi, ale aj mimoriadne nákladné. Na druhej strane, z biomimetického hľadiska majú prírodné biomateriály hustú vonkajšiu vrstvu a riedku vnútornú vrstvu, pričom vykazujú tvrdú vonkajšiu vrstvu a pevnú vnútornú vrstvu. Okrem toho, gradient hustoty-riedkosti a tvrdosti{36}}hoúževnatosti z vonkajšej strany dovnútra prirodzených biomateriálov im dáva vynikajúce výkonové charakteristiky.
Na základe špecifických prevádzkových podmienok a výkonnostných požiadaviek materiálov v strojárstve existuje naliehavá potreba vyvinúť nové kompozity s povrchovou kovovou matricou so silnými a pevnými väzbami a odstupňovanými variáciami výkonu. Preto príprava triedených funkčných in situ samo{2}}časticových-kompozitov vystužených kovovou matricou s metalurgickou väzbou na substrát pomocou laserového plátovania je nielen naliehavou potrebou v inžinierskej praxi, ale aj nevyhnutným trendom vo vývoji technológie laserovej modifikácie povrchu. Zatiaľ čo bola hlásená príprava in situ samovoľne{6}}časticami{7}}vystužených kompozitov s kovovou matricou a funkčne triedených materiálov pomocou technológie laserového plátovania, väčšina štúdií zostáva v štádiu analýzy mikroštruktúry a výkonnosti a kontroly parametrov procesu. Veľkosť, rozstup a objemový pomer výstužných fáz stále nie je možné kontrolovať. Funkcia prechodu je tvorená viac{10}}vrstvovým povlakom, čo nevyhnutne vedie k slabej medzifázovej väzbe medzi vrstvami, čo naznačuje, že pred praktickou aplikáciou je potrebné prejsť ešte dlho. Príprava povrchových kompozitov s kovovou matricou s regulovateľnou veľkosťou, množstvom a distribúciou častíc, vhodne prispôsobenou pevnosťou a húževnatosťou a integráciou odstupňovanej funkčnosti a in situ samovytvorenej časticovej výstuže{13}} pomocou technológie laserového plátovania je dôležitým smerom budúceho vývoja. Obsah výskumu zahŕňa:
1. Techniky, metódy a princípy zloženia obkladového materiálu, mikroštruktúry a návrhu výkonu, ako aj technológie riadenia pre realizáciu procesu.
2. Vytvorenie termodynamických a kinetických modelov precipitácie, rastu a spevňovania časticami{1}}zosilňujúcich fáz vo funkčne odstupňovaných in situ -samogenerovaných{3}}časticami{4}}vystužených kompozitoch s kovovou matricou pripravených laserovým plátovaním.
3. Biomimetický návrh časticovej-fázy zosilňujúcej morfológiu, štruktúru, funkciu a zloženie kompozitu a technológiu kontroly veľkosti, množstva a distribúcie.
4. Výskum princípov, kľúčových faktorov a procesných metód pre gradientovú kontrolu zloženia náterov, mikroštruktúry a vlastností.
5. pozorovanie, analýza, kontrola a charakterizácia makroskopických a mikroskopických rozhraní; analýza a testovanie konvenčných vlastností funkčne odstupňovaných in situ samočinne{2}}časticových{3}}kompozitov vystužených matricou, ako aj opotrebenia a mechanizmov zlyhania za rôznych pracovných podmienok. Prelomové objavy v týchto oblastiach výskumu môžu vyriešiť problém-nezhody kompatibility matríc a ľahkého praskania a podporiť rozšírenie oblastí použitia technológie laserového nanášania.