定义
在激光的帮助下，在基表面上沉积涂层。
已经开发了各种激光辅助技术，用于将薄涂层应用于不同的材料。 例如，机器零件的金属表面经过涂层处理，以提高耐磨性或耐腐蚀性，从而延长使用寿命。 可能的目的的更通用术语是表面的功能化；这可能与其他特性有关，例如疏水或静电行为。
与激光熔覆相比，沉积的涂层材料不一定是金属的。 事实上，人们经常将碳化物等材料应用于金属表面。 此外，还有应用于非金属基材的涂层工艺。 此外，涂层的厚度通常大大小于包层的厚度。
请注意，激光也用于去除涂层。 有关详细信息，请参阅有关激光清洁的文章。
激光镀膜工艺
典型的激光镀膜工艺涉及激光加工头在表面上的缓慢移动，同时镀膜材料被供应到光束聚焦区域。激光的吸收会导致该材料熔化。 当激光束移开时，它会凝固，在基材上形成固体涂层。 通过材料的少量相互扩散产生稳定的机械连接；研磨试件时通常只观察到相当薄的粘合区。
材料供应
涂层材料通常以粉末的形式提供，通常由工艺气体输送。 （这种气体可以同时保护所涉及的材料免受氧化。 材料进给可以完全集成到激光加工头中（同轴进给），而在其他情况下，它从侧面连接到头部（横向进给）。
除了粉末，还可以以电线、胶带或糊状的形式提供涂层材料。
其他方法
替代涂层方法，特别适用于较厚的层，包括将涂层材料喷涂到表面。 在这里，材料不会立即在表面熔化，而是在撞击表面之前转化为喷雾。 这可以通过传统的空气等离子喷涂方法来完成，不涉及激光，但已经开发了改进的激光辅助方法。 虽然在某些情况下，人们使用激光后处理在第二步中提高涂层质量，但在其他情况下，激光辐射会立即参与涂层沉积过程。
流程优化
许多工艺参数，如激光功率、光斑尺寸和形状、移动速度和供应的涂层材料的数量，都需要优化，以便在给定的材料组合下获得最佳效果。 自动激光镀膜机可以自动控制这些参数，也可能根据可变的运动速度调整参数。 在自动化过程中也可以使用额外的过程监控设施。
一种完全不同的涂层应用方法是脉冲激光沉积。 在这里，涂层材料被强烈的激光脉冲击中目标蒸发，然后沉积在附近的基板上。 它通常用于制造相当薄的涂层。
涂层材料
激光辅助技术可以应用各种涂层。 使用金属材料，但也使用碳化物，钨酸盐等。
金属涂层通常是合金而不是纯金属 - 例如镍基或钴基合金。 它们具有导电性和增强的导热性。 其中一些有些软（例如金涂层），而另一些则提供相当大的硬度。 通过激光镀膜工艺，它们可以具有很强的冶金结合力，即即使在腐蚀性环境条件下也能保持稳定的附着力。 由于相对短的激光加热暴露时间，在很大程度上避免了与底层贱金属的混合。
另一类涂层材料具有陶瓷（多晶）性质。 例如，一种广泛使用硬质合金材料来涂覆钢表面。 这种硬质合金涂层可以表现出很高的机械强度以及良好的耐化学侵蚀和极端高温性。 在医疗技术中，人们在钛部件上应用氮化钛（TiN）涂层。
在某些情况下，碳化物晶粒等小固体颗粒被整合到新结构中，而不是被溶解。 这称为激光分散。
现代发展还侧重于将纳米颗粒材料用于功能层。 另一个有趣的方面是超短脉冲（来自超快激光器）的激光涂层，在某些情况下，它允许在中等温度条件下沉积，以及非激光工艺所需的更高温度。 因此，涂层可以应用于无法忍受传统涂层工艺的温度敏感部件。
激光镀膜的优势
一些使用的涂层材料也可以与非激光工艺一起使用。 然而，激光镀膜工艺通常表现出特定的优势：
- 可实现的涂层质量（例如在均匀性、厚度控制、孔隙率、耐腐蚀性等方面）通常特别高。
- 在某些应用中，高度灵活的应用（例如，仅针对特定区域）的潜力非常重要。
- 可以应用多种涂层材料。
- 在某些情况下，基板温度可能远低于替代工艺，因此可以对温度敏感的基材进行涂层。
加工速度不一定很高，例如取决于可用的激光功率。
激光镀膜的应用
激光镀膜主要应用于工业制造工艺。 一些例子：
- 涡轮叶片经常暴露在极端的温度和压力条件下，也可能暴露在磨料应力下。 通过坚固的激光喷涂，可以显著延长其使用寿命。 这也允许使用更极端的工作温度，从而提高功率效率，从而节省燃料。
- 例如，汽车和重型车辆的制动盘可以涂有碳化钨，以减少磨损，从而大大延长使用寿命。 同时，减少了向空气中排放有问题的颗粒物。
- 切割、钻孔或铣削刀片等各种类型的机械工具也配备了硬涂层，主要用于提高耐磨性。
- 在医疗技术中，人们应用氮化钛（TiN）涂层来获得医疗植入物的生物相容性。
大多数情况下，激光涂层应用于原始制造过程。 然而，在其他情况下，该技术用于机器零件的翻新或维修。
