1) Procesul de turnare indirectă cu laser
1 Procesul Aparat de Litografie Stereo (SLA) constă în utilizarea unui strat de raze laser UV cu strat pentru a scana adezivul de întărire a luminii pentru a forma o piesă solidă tridimensională. În 1986, 3D Systems din Statele Unite a lansat prototipul comercial SLA-1. Cea mai mare precizie de prelucrare a procesului SLA poate atinge 0,05mm. Procesul 2LaminatedObject Manufacturing (LOM) folosește materiale cu film subțire, cum ar fi hârtie, film plastic, etc., care a fost dezvoltat cu succes de Helisys în Statele Unite în 1986. Piesa de lucru solidă produsă în straturi este obținută prin tăiere repetată cu laser CO2 și material lipirea. Procesul LOM se caracterizează prin capacitatea sa de a fabrica piese mari cu o precizie de 0,1 mm. 3 Procesul de selectare cu laser selectiv (SLS) este format din material pulbere. A fost dezvoltat cu succes de Universitatea Texas din Austin în 1989. Este scanat selectiv și strat cu strat cu laser CO2 de intensitate ridicată. Pulberea de material formează o piesă de lucru tridimensională, iar cel mai mare avantaj al procesului SLS este că selecția materialului este extinsă.
Datorită timpului lung de dezvoltare și a tehnologiei relativ mature, cele trei tehnologii de prototipare rapidă cu laser au fost utilizate pe scară largă acasă și în străinătate. Cu toate acestea, piesa de prelucrare tridimensională formată prin metoda de mai sus nu poate fi utilizată direct ca o matriță și trebuie să fie supusă prelucrării ulterioare, de aceea se numește proces de turnare indirectă cu laser. Principalele metode de tratament sunt următoarele: (1) Prototipizarea rapidă a piesei este utilizată ca matriță. Matrița de hârtie realizată de LOM este înlocuită direct de matrița din lemn turnat cu nisip prin tratarea suprafeței; sau matrița de hârtie realizată de LOM este utilizată direct ca o matriță din aliaj cu punct de topire scăzut, o matriță de injecție prin tratament de suprafață sau o formă de formare a matriței de ceară în turnarea de ceară pierdută. Piesa de prelucrat fabricată de SLS este utilizată ca matriță metalică după infiltrarea cuprului. 2 Utilizarea unei piese formate rapid ca matriță principală pentru turnarea cauciucului siliconic, rășinii epoxidice, poliuretanului și a altor materiale pentru a realiza o matriță moale. 3 Utilizați o piesă care se formează rapid pentru a transforma matrița tare. Unul este să realizezi direct o matriță pe bază de hârtie cu LOM, și apoi să formezi o matriță metalică prin pulverizare și lustruire cu arc metalic de suprafață; cealaltă este o matriță cu suport dur de suprafață metalică. Mucegaiul dur de mai sus poate fi utilizat pentru turnarea cu nisip, turnarea spumei pierdute, modelarea prin injecție și turnarea simplă din oțel.
Procesul de turnare indirectă cu laser menționat mai sus este utilizat pentru realizarea matriței, care evită procesul complicat de tăiere mecanică și asigură precizia matriței, putând reduce mult timpul de turnare și poate economisi costurile de modelare. Pentru matrița de precizie a formei complexe, avantajele sunt deosebit de proeminente. Cu toate acestea, există încă deficiențe în viața relativ scurtă a matriței, astfel încât matrița de formare indirectă cu laser de mai sus este mai potrivită pentru producția de loturi mici.
2) Procesul de formare directă cu laser
Tehnologia Selective Laser Melting (SLM) se bazează pe tehnologia de sinterizare selectivă cu laser (SLS). Caracteristicile SLM sunt: (1) folosind o densitate mare de putere, un fascicul laser mic pentru a prelucra metalul, astfel încât piesele din metal să aibă o precizie dimensională de 0,1 mm; (2) piesele din metal topit au entități lipite metalurgice, iar densitatea relativă poate fi de până la 100%, îmbunătățind considerabil performanțele pieselor metalice; (3) Deoarece diametrul spotului laser este mic, este posibil să se topească metale cu topire înaltă la o putere mai mică, ceea ce face posibilă fabricarea de piese cu o singură componentă de pulbere de metal. Figura 2 prezintă piesele integral metalice fabricate de compania germană EOSGmbH folosind procedeul selectiv de topire cu laser (SLM).
Tehnologia de prototipare directă cu mai multe straturi (sau tridimensionale / tridimensionale) laser este o tehnologie de fabricație de înaltă tehnologie dezvoltată pe baza tehnologiei de prototipare rapidă combinată cu tehnologia de acoperire cu sincronizare cu alimentare sincronă, a cărei esență este controlată de computer Placare laser 3D. Datorită caracteristicilor de solidificare rapidă ale placării cu laser, piesele metalice produse au o structură dendritică uniformă și fină și o calitate excelentă, iar densitatea și performanța lor sunt comparabile cu cele ale pieselor metalice convenționale. Placarea cu mai multe straturi laser a dezvoltat o varietate de metode, dintre care cea mai reprezentativă este tehnologia rapidă de prototipare a pieselor metalice numită LaserEngineered NetShaping (LENS) dezvoltată de Sandia National Laboratories. Prin această metodă au fost fabricate cu succes oțel inoxidabil, oțel maraging, superaloie pe bază de nichel, oțel de scule, aliaj de titan, material magnetic și compus intermetalic nichel-aluminiu, iar densitatea pieselor este de aproape 100%.
Tehnologia selectivă de topire cu laser (SLM) și tehnologia de formare a rețelei cu laser (LENS) au fost industriale și academice datorită compactității pieselor formate, a structurii lipite metalurgice și a preciziei ridicate și a duratei lungi de viață a matriței finite. Atenția generală a lumii a introdus o varietate de prototipuri de echipamente în străinătate, iar unele chiar au început să fie comercializate; iar cercetările și aplicațiile interne curente sunt încă la început.
În plus, există o tehnologie de fabricație stratificată (LOM) pentru piese metalice bazate pe tăiere fină cu laser, care are caracteristicile producerii de forme mari și complexe de matrițe rapid și la costuri reduse. În anii 1980, Laboratorul de cercetare Nakagawa Weixiong din Japonia a aplicat tehnologia LOM sub formă de tablă subțire pentru a realiza fabricația rapidă stratificată a matrițelor metalice. După dezvoltare, tehnologia LOM din tablă a fost aplicată treptat la matrițele de finisare interioare și exterioare mari, cum ar fi automobilele și fabricarea de matrițe de injecție cu căi de curgere complexe.
