1) Laser indirect vormproces
1 Stereo Lithography Apparatus (SLA) -proces is het laag voor laag gebruiken van een UV-laserstraal om de lichtuithardende lijm te scannen om een driedimensionaal massief werkstuk te vormen. In 1986 lanceerde 3D Systems uit de Verenigde Staten het commerciële prototype SLA-1. De hoogste bewerkingsnauwkeurigheid van het SLA-proces kan 0,05 mm bereiken. 2LaminatedObject Manufacturing (LOM) proces maakt gebruik van dunne-film materialen, zoals papier, plastic film, etc., die met succes werd ontwikkeld door Helisys in de Verenigde Staten in 1986. Het solide werkstuk geproduceerd in lagen wordt verkregen door herhaald CO2 lasersnijden en materiaal kleven. Het LOM-proces wordt gekenmerkt door het vermogen om grote werkstukken te produceren met een nauwkeurigheid van 0,1 mm. 3 Het selectieve lasersinterproces (SLS) wordt gevormd door poedermateriaal. Het werd met succes ontwikkeld door de Universiteit van Texas in Austin in 1989. Het wordt selectief gescand en laag voor laag met een hoge intensiteit CO2-laser. Het materiaalpoeder vormt een driedimensionaal werkstuk en het grootste voordeel van het SLS-proces is dat de materiaalselectie uitgebreid is.
Vanwege de lange ontwikkeltijd en de relatief volwassen technologie, zijn de drie bovengenoemde technologieën voor snelle laserprototyping op grote schaal gebruikt in binnen- en buitenland. Het driedimensionale werkstuk dat is gevormd door de bovenstaande methode kan echter niet direct worden gebruikt als een mal en moet worden onderworpen aan daaropvolgende verwerking, dus wordt het een laser indirect vormproces genoemd. De belangrijkste behandelingsmethoden zijn de volgende: (1) Snelle prototyping van het werkstuk wordt als mal gebruikt. De papieren mal gemaakt door LOM wordt direct vervangen door de zandgietvorm van hout door oppervlaktebehandeling; of de papieren matrijs gemaakt door LOM wordt direct gebruikt als een legeringsmatrijs met laag smeltpunt, een spuitgietmatrijs door oppervlaktebehandeling, of een vormmatrijs van de wasmatrijs bij verloren wasgieten. Het werkstuk van SLS wordt gebruikt als een metalen mal na koperinfiltratie. 2 Gebruik een snel gevormd onderdeel als een mastervorm om siliconenrubber, epoxyhars, polyurethaan en andere materialen te gieten om een zachte mal te maken. 3 Gebruik een snel vormend onderdeel om de harde vorm te draaien. Een daarvan is om direct een op papier gebaseerde mal te maken met LOM, en vervolgens een metalen mal te vormen door middel van metaalspuiten en polijsten; de andere is een harde ondergrond met metalen oppervlak. De bovengenoemde harde vorm kan worden gebruikt voor zandgieten, vormen van verloren schuim, spuitgieten en eenvoudig niet-staal trekgieten.
Het bovengenoemde laser indirecte gietproces wordt gebruikt om de mal te maken, waardoor het ingewikkelde mechanische snijproces wordt vermeden en de precisie van de mal wordt gewaarborgd, en de giettijd aanzienlijk kan worden verkort en de gietkosten kunnen worden bespaard. Voor de complexe vormprecisievorm steken de voordelen vooral uit. Er zijn echter nog steeds tekortkomingen in de relatief korte levensduur van de matrijs, zodat de bovengenoemde laser indirect vormende matrijs geschikter is voor kleine batchproductie.
2) Laser direct gietproces
Selective Laser Melting (SLM) -technologie is gebaseerd op selectieve laser-sintertechnologie (SLS). De kenmerken van SLM zijn: (1) het gebruik van een kleine puntlaserstraal om metaal te verwerken, zodat metalen onderdelen een maatnauwkeurigheid van 0,1 mm hebben; (2) onderdelen gemaakt van gesmolten metaal hebben metallurgische gebonden entiteiten en de relatieve dichtheid kan bijna tot 100% zijn, waardoor de prestaties van metalen onderdelen aanzienlijk worden verbeterd; (3) Omdat de laserspotdiameter klein is, is het mogelijk om hoogsmeltende metalen met een lager vermogen te smelten, waardoor het mogelijk is om onderdelen te vervaardigen met een enkele component metaalpoeder. Afbeelding 2 toont alle metalen onderdelen die zijn vervaardigd door het Duitse EOSGmbH-bedrijf met behulp van het selectieve lasersmelten (SLM) -proces.
Multi-layer laser (of driedimensionale / driedimensionale) bekleding directe rapid prototyping-technologie is een hightech productietechnologie ontwikkeld op basis van rapid prototyping-technologie gecombineerd met synchrone voeding lasercladding-technologie, waarvan de essentie computergestuurd is 3D-lasercladding. Vanwege de snelle stollingseigenschappen van lasercladden hebben de geproduceerde metalen onderdelen een uniforme en fijne dendritische structuur en uitstekende kwaliteit, en hun dichtheid en prestaties zijn vergelijkbaar met die van conventionele metalen onderdelen. Meerlagige lasercladding heeft verschillende methoden ontwikkeld, waarvan de meest representatieve de rapid prototyping-technologie van metalen onderdelen is, LaserEngineered NetShaping (LENS) ontwikkeld door Sandia National Laboratories. Roestvrij staal, maragingstaal, op nikkel gebaseerde superlegering, gereedschapsstaal, titaniumlegering, magnetisch materiaal en nikkel-aluminium intermetallische verbinding zijn met succes vervaardigd door deze methode, en de dichtheid van onderdelen is bijna 100%.
Selectieve lasersmelting (SLM) technologie en laser engineering net forming (LENS) technologie zijn industrieel en academisch vanwege de compactheid van de gevormde onderdelen, metallurgische gebonden structuur en hoge precisie, en een lange levensduur van de afgewerkte mal. De algemene aandacht van de wereld heeft een verscheidenheid aan prototypen van apparatuur in het buitenland geïntroduceerd, en sommige zijn zelfs begonnen met de commercialisering; en het huidige binnenlandse onderzoek en de toepassing ervan staat nog in de kinderschoenen.
Bovendien is er een gelaagde productietechnologie (LOM) voor metalen onderdelen op basis van fijn lasersnijden, die de kenmerken heeft van het snel en goedkoop produceren van grote en complexe vormen van vormen. In de jaren tachtig paste het Nakagawa Weixiong onderzoekslaboratorium in Japan de dunne metaalplaat-LOM-technologie toe om de gelaagde snelle productie van metalen mallen te realiseren. Na de ontwikkeling is de LOM-technologie van plaatstaal geleidelijk toegepast op grote binnen- en buitenafwerkmatrijzen zoals auto's en de productie van spuitgietmatrijzen met complexe stroompaden.
