Modelo numérico tridimensional para la simulación de procesos de tratamiento superficial de materiales con láser

摘要

Se desarrolla un modelo numérico para la predicción y análisis del temple superficial de aceros por láser y de otros tratamientos superficiales de materiales metálicos y no metálicos. Partiendo de los datos del material y de su geometría, el modelo tridimensional de simulación desarrollado resuelve el problema de la transferencia de calor de la fuente generada por el haz láser dependiente del tiempo y de la temperatura y ha sido contrastado teórica y experimentalmente tanto para materiales metálicos como no metálicos. Ejemplos típicos de su aplicación son el temple superficial de acero al carbono y el análisis de los campos térmicos en materiales de baja conductividad térmica (como el vidrio óptico) en aplicaciones de pulido con láser.%A numerical model for the predictive assessment of laser transformation hardening of steels and other surface treatments both in metallic and non-metallic materials has been developed. Starting from material and geometry data the problem of heat diffusion from the thermal source provided by the laser is solved with complete space and temperature-dependence. The developed 3D simulation model has been successfully checked against theoretical and experimental results both for metallic and non-metallic materials. Typical examples of its application have been the thermal surface hardening of steels and the analysis of thermal fields in low diffusivity materials (as optical glass) in laser polishing applications.