Lasersko oblaganje je nova tehnologija premazovanja, ki vključuje več disciplin, kot so optika, mehanika, elektronika, znanost o materialih ter odkrivanje in nadzor. Je ključna podporna tehnologija za napredno lasersko proizvodnjo, ki lahko reši težave, ki jih tradicionalne proizvodne metode ne morejo obravnavati, in je visoko-tehnološko področje, ki ga močno podpira in spodbuja država. Trenutno je tehnologija laserske obloge postala pomembno sredstvo za pripravo novih materialov, hitro neposredno proizvodnjo kovinskih delov in zeleno predelavo okvarjenih kovinskih delov ter se pogosto uporablja v panogah, kot so vesoljska, naftna, avtomobilska, strojna proizvodnja, ladjedelništvo in izdelava kalupov. Da bi spodbudili industrializacijo tehnologije laserskih oblog, so raziskovalci po vsem svetu izvajali sistematične raziskave o ključnih vključenih tehnologijah in dosegli pomemben napredek. Številni raziskovalni članki, prispevki na konferencah in patenti tako doma kot na mednarodni ravni predstavljajo tehnologijo laserskih oblog in njene nove aplikacije, vključno z raziskavami opreme za laserske obloge, materialov, procesov, spremljanja in nadzora, nadzora kakovosti in simulacije procesov. Vendar do danes tehnologija laserske obloge še ni bila široko industrializirana. Razlogi za to vključujejo vladne smernice, omejitve v zrelosti same tehnologije laserskih oblog in stopnjo javnega sprejemanja tehnologije laserskih oblog. Da bi tehnologija laserskih oblog dosegla celovito industrijsko uporabo, je zato bistveno povečati promocijska prizadevanja, biti tržno{8}}usmerjen v povpraševanje, se osredotočiti na premagovanje ključnih dejavnikov, ki ovirajo razvoj, in rešiti kritične tehnologije, vključene v inženirske aplikacije. Verjamemo, da se bodo v bližnji prihodnosti področja uporabe in intenzivnost tehnologije laserskih oblog še naprej širila.
Spodaj je nekaj primerov uporabe laserske obloge: Fokusirana gostota moči laserskega žarka lahko doseže 10¹⁰~12 W/cm², s čimer doseže hitrost hlajenja do 10¹² K/s na materialih. Ta celovita značilnost ne zagotavlja samo močne podlage za rast novih disciplin v znanosti o materialih, temveč zagotavlja tudi orodje brez primere za uresničevanje novih materialov ali novih funkcionalnih površin. Pogoji hitrega hlajenja, ki jih ustvarja lasersko oplaščenje, daleč od ravnovesja pod visokimi temperaturnimi gradienti, vodijo do nastanka velikega števila prenasičenih trdnih raztopin, metastabilnih faz in celo novih faz v strjeni strukturi, kar potrjujejo številne študije. Zagotavlja povsem nove termodinamične in kinetične pogoje za izdelavo kompozitnih plasti, ki-in-sam-ustvarjajo delce- in so funkcionalno stopnjevane. Hkrati je priprava novih materialov z uporabo tehnologije laserske obloge ključna podlaga za popravilo in ponovno proizvodnjo okvarjenih komponent v ekstremnih pogojih in neposredno proizvodnjo kovinskih delov, ki je deležna velike pozornosti in obsežnih raziskav znanstvene skupnosti in podjetij po vsem svetu. Trenutno je mogoče uporabiti tehnologijo laserske obloge za pripravo kompozitnih materialov na-kovini, kot so materiali na osnovi-železa,-niklja,-kobalta,-aluminija,-titana in-magnezija. Funkcionalno lahko proizvaja premaze z eno ali več funkcijami, kot so odpornost proti obrabi, odpornost proti koroziji, visoko{19}}temperaturno odpornost in posebne funkcionalne premaze. Kar zadeva materialni sistem, ki sestavlja premaz, se je razvil iz binarnih sistemov zlitin v več-komponentne sisteme. Zasnova sestave zlitin in večnamenskost več-komponentnih sistemov sta pomembni razvojni smeri za prihodnjo pripravo novih materialov z laserskim oplaščanjem. Nove raziskave kažejo, da kovinski-materiali na osnovi jekla prevladujejo v inženirskih aplikacijah v moji državi. Medtem se večina okvar kovinskih materialov (kot so korozija, obraba in utrujenost) pojavi na delovnih površinah komponent, kar zahteva površinsko ojačitev. Uporaba-in-sam{30}}na kraju samem-kompozitnih materialov-jekla-ojačenih z delci-za izpolnjevanje pogojev uporabe obdelovancev ni samo potraten material, ampak tudi izjemno drag. Po drugi strani pa imajo naravni biomateriali z biomimetičnega vidika gosto zunanjo plast in redko notranjo plast, ki ima trdo zunanjo plast in žilavo notranjo plast. Poleg tega gradient gostote-redkosti in trdote-žilavosti od zunaj proti notranjosti naravnih biomaterialov daje odlične lastnosti delovanja.
Na podlagi posebnih delovnih pogojev in zahtev glede zmogljivosti materialov v inženirstvu obstaja nujna potreba po razvoju novih površinskih kovinskih matričnih kompozitov z močnimi in žilavimi vezmi ter stopnjevanimi variacijami učinkovitosti. Zato priprava stopenjsko funkcionalnih in-situ samo{2}}z delci-ojačenih kompozitov s kovinsko matriko z metalurško vezavo na substrat z uporabo laserske obloge ni le nujna potreba v inženirski praksi, temveč tudi neizogiben trend v razvoju tehnologije laserske modifikacije površine. Medtem ko so poročali o pripravi in-in-samo{6}}z delci-ojačenih kompozitov s kovinsko matriko in funkcionalno razvrščenih materialov z uporabo tehnologije laserske obloge, večina študij ostaja na stopnji analize mikrostrukture in učinkovitosti ter nadzora procesnih parametrov. Velikosti, razmika in prostorninskega razmerja ojačitvenih faz še vedno ni mogoče nadzorovati. Funkcionalnost gradienta je oblikovana z več{10}}plastno prevleko, kar neizogibno povzroči šibko medfazno vez med plastmi, kar kaže na dolgo pot do praktične uporabe. Priprava površinskih kompozitov s kovinsko matriko z velikostjo, količino in porazdelitvijo delcev, ki jih je mogoče nadzorovati, ustrezno usklajeno trdnostjo in žilavostjo ter vključevanjem stopnjevane funkcionalnosti in -na kraju samem-stvarjene ojačitve z delci z uporabo tehnologije laserske obloge je pomembna razvojna smer v prihodnosti. Vsebina raziskave vključuje:
1. Tehnike, metode in principi sestave materiala obloge, mikrostrukture in načrtovanja zmogljivosti ter tehnologije nadzora za izvajanje procesa.
2. Vzpostavitev termodinamičnih in kinetičnih modelov za precipitacijo, rast in utrjevanje z delci-ojačitvenih faz v funkcionalno razvrščenih in-situ samo{3}}z delci-ojačenih kompozitih s kovinsko matriko, pripravljenih z laserskim oblaganjem.
3. Biomimetična zasnova morfologije, strukture, funkcije in kompozitne sestave-faz, ki krepijo delce, in tehnologija nadzora velikosti, količine in porazdelitve.
4. Raziskovanje principov, ključnih dejavnikov in procesnih metod za gradientno kontrolo sestave, mikrostrukture in lastnosti prevleke.
5. Opazovanje, analiza, kontrola in karakterizacija makroskopskih in mikroskopskih vmesnikov; analiza in preizkušanje običajnih lastnosti funkcionalno razvrščenih kompozitov s-situ samo-z delci-ojačenih s kovinsko matriko, kot tudi obrabnega obnašanja in mehanizmov odpovedi v različnih delovnih pogojih. Preboji na teh raziskovalnih področjih lahko rešijo problem neskladja-združljivosti matrike prevleke in enostavnega razpokanja ter spodbujajo širjenje področij uporabe tehnologije laserskih oblog.