La pallinatura laser è un processo di lavorazione dei metalli in cui gli impulsi di un laser sono diretti sulla superficie di un oggetto metallico per migliorarne le proprietà meccaniche. È simile alla pallinatura, che utilizza sfere di metallo o ceramica molto piccole per bombardare la superficie di un oggetto metallico. La resistenza alla corrosione, la resistenza alla fatica, le sollecitazioni residue e la resistenza all’usura di un articolo in metallo possono essere generalmente migliorate con la pallinatura laser.
Prima del trattamento, un componente viene preparato per la pallinatura laser mediante l’applicazione di due strati. Innanzitutto, viene applicato un rivestimento opaco per il laser, quindi ne viene applicato uno trasparente per il laser. Il laser è diretto attraverso il rivestimento trasparente ma non può passare attraverso il rivestimento opaco.
A questo punto, l’energia del laser vaporizza uno strato di questo rivestimento. Il vapore rimane intrappolato tra il rivestimento trasparente e la superficie del componente. Poiché questo vapore assorbe più energia dal laser, si riscalda e si espande rapidamente nel piccolo spazio in cui è intrappolato. La pressione aumenta rapidamente in quest’area e provoca la propagazione di un’onda d’urto nel componente. L’onda d’urto piuttosto che il calore del vapore provoca modifiche alle proprietà del materiale, quindi il processo di pallinatura laser è meccanico piuttosto che termico.
Questo processo è simile alla pallinatura, che utilizza piccole sfere di ceramica o metallo, note come pallini, per creare numerose rientranze sovrapposte sulla superficie di un componente metallico. Tali rientranze formano uno strato superficiale altamente resistente alle modalità di guasto meccanico come fessurazione, corrosione e fatica. La pallinatura laser ha risultati simili ma sostituisce gli impatti ripetitivi sul metallo dello sparo con impulsi di luce da un laser ad alta energia.
Molti metalli e leghe possono essere lavorati mediante pallinatura laser. Questi includono materiali come acciai e ghisa, leghe di alluminio e titanio e altro ancora. Le migliorate proprietà meccaniche di tali materiali rendono la pallinatura laser una tecnica desiderabile per l’applicazione nella fabbricazione di parti ad alto costo o dove la resistenza alla fatica è critica.
Le applicazioni che possono utilizzare parti martellate al laser includono componenti critici per la fatica nell’industria automobilistica o aeronautica. Anche i componenti difficili da trasportare e mantenere, come le grandi pale delle turbine eoliche, possono essere migliorati con questo processo per massimizzare la durata. Gli impianti dell’anca, che è meglio sostituire il meno frequentemente possibile a causa dei rischi dell’intervento chirurgico, possono essere soggetti a questo processo per prolungare la durata.
I componenti martellati al laser possono anche essere resi più sottili e leggeri grazie alle loro migliorate caratteristiche meccaniche. Ciò consente di risparmiare sui costi dei materiali nel processo di produzione. Può anche risparmiare sui costi a causa del minor fabbisogno energetico durante l’utilizzo di veicoli o altri macchinari.