1) Indirekter Laserformprozess
1 Bei einem Stereolithographiegerät (SLA) wird der lichthärtende Klebstoff Schicht für Schicht mit einem UV-Laserstrahl gescannt, um ein dreidimensionales festes Werkstück zu bilden. 1986 brachte 3D Systems aus den USA den kommerziellen Prototyp SLA-1 auf den Markt. Die höchste Bearbeitungsgenauigkeit des SLA-Prozesses kann 0,05 mm erreichen. Das 2LaminatedObject Manufacturing (LOM) -Verfahren verwendet Dünnschichtmaterialien wie Papier, Kunststofffolien usw., die 1986 von Helisys in den USA erfolgreich entwickelt wurden. Das in Schichten hergestellte feste Werkstück wird durch wiederholtes CO2-Laserschneiden und -Material erhalten kleben. Das LOM-Verfahren zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, große Werkstücke mit einer Genauigkeit von 0,1 mm herzustellen. 3 Der Selective Laser Sintering (SLS) -Prozess wird durch Pulvermaterial gebildet. Es wurde 1989 von der University of Texas in Austin erfolgreich entwickelt. Es wird selektiv und Schicht für Schicht mit einem hochintensiven CO2-Laser gescannt. Das Materialpulver bildet ein dreidimensionales Werkstück, und der größte Vorteil des SLS-Verfahrens besteht darin, dass die Materialauswahl umfangreich ist.
Aufgrund der langen Entwicklungszeit und der relativ ausgereiften Technologie sind die oben genannten drei Laser-Rapid-Prototyping-Technologien im In- und Ausland weit verbreitet. Das durch das obige Verfahren gebildete dreidimensionale Werkstück kann jedoch nicht direkt als Form verwendet werden und muss einer nachfolgenden Verarbeitung unterzogen werden, so dass es als indirekter Laserformprozess bezeichnet wird. Die Hauptbehandlungsmethoden sind wie folgt: (1) Das Rapid Prototyping des Werkstücks wird als Form verwendet. Die von LOM hergestellte Papierform wird durch Oberflächenbehandlung direkt durch die Sandguss-Holzform ersetzt; oder die von LOM hergestellte Papierform wird direkt als Legierungsform mit niedrigem Schmelzpunkt, als Spritzgussform durch Oberflächenbehandlung oder als Formform der Wachsform im Wachsausschmelzguss verwendet. Das von SLS hergestellte Werkstück wird nach der Kupferinfiltration als Metallform verwendet. 2 Verwenden eines schnell geformten Teils als Masterform zum Gießen von Silikonkautschuk, Epoxidharz, Polyurethan und anderen Materialien zur Herstellung einer weichen Form. 3 Drehen Sie die harte Form mit einem Schnellformteil. Eine besteht darin, eine Form auf Papierbasis direkt mit LOM herzustellen und dann eine Metallform durch Sprühen und Polieren des Oberflächenmetallbogens zu bilden; Die andere ist eine Hartgrundform mit Metalloberfläche. Die obige harte Form kann zum Sandgießen, Formen von verlorenem Schaum, Spritzgießen und einfachem Nicht-Stahl-Zugformen verwendet werden.
Das oben erwähnte indirekte Laserformverfahren wird zur Herstellung der Form verwendet, wodurch der komplizierte mechanische Schneidprozess vermieden und die Präzision der Form sichergestellt wird. Dies kann die Formzeit erheblich verkürzen und die Formkosten sparen. Für die komplexe Formpräzisionsform liegen die Vorteile besonders hervor. Es gibt jedoch immer noch Mängel in der relativ kurzen Lebensdauer der Form, so dass die obige indirekte Laserformform besser für die Kleinserienproduktion geeignet ist.
2) Laser-Direktformprozess
Die SLM-Technologie (Selective Laser Melting) basiert auf der SLS-Technologie (Selective Laser Sintering). Die Eigenschaften von SLM sind: (1) Verwenden eines kleinen Punktlaserstrahls mit hoher Leistungsdichte zur Verarbeitung von Metall, so dass Metallteile eine Maßgenauigkeit von 0,1 mm aufweisen; (2) Teile aus geschmolzenem Metall haben metallurgisch gebundene Einheiten, und die relative Dichte kann nahezu bis zu 100% betragen, was die Leistung von Metallteilen erheblich verbessert; (3) Da der Laserpunktdurchmesser klein ist, ist es möglich, hochschmelzende Metalle mit einer geringeren Leistung zu schmelzen, wodurch es möglich wird, Teile mit einer einzigen Komponente Metallpulver herzustellen. Abbildung 2 zeigt die Ganzmetallteile der deutschen EOSGmbH nach dem Selective Laser Melting (SLM) -Verfahren.
Die direkte Rapid-Prototyping-Technologie für mehrschichtige (oder dreidimensionale / dreidimensionale) Laserverkleidungen ist eine High-Tech-Fertigungstechnologie, die auf der Grundlage der Rapid-Prototyping-Technologie in Kombination mit der Laser-Cladding-Technologie für die synchrone Zuführung entwickelt wurde, deren Kern computergesteuert ist 3D-Laserverkleidung. Aufgrund der schnellen Erstarrungseigenschaften der Laserbeschichtung weisen die hergestellten Metallteile eine gleichmäßige und feine dendritische Struktur und eine ausgezeichnete Qualität auf, und ihre Dichte und Leistung sind mit denen herkömmlicher Metallteile vergleichbar. Die mehrschichtige Laserbeschichtung hat eine Vielzahl von Methoden entwickelt, von denen die von Sandia National Laboratories entwickelte Rapid Prototyping-Technologie für Metallteile mit dem Namen LaserEngineered NetShaping (LENS) am repräsentativsten ist. Edelstahl, Maraging-Stahl, Superlegierung auf Nickelbasis, Werkzeugstahl, Titanlegierung, magnetisches Material und intermetallische Nickel-Aluminium-Verbindung wurden mit diesem Verfahren erfolgreich hergestellt, und die Dichte der Teile beträgt nahezu 100%.
Die Selective Laser Melting (SLM) -Technologie und die Laser Engineering Net Forming (LENS) -Technologie waren aufgrund der Kompaktheit der Formteile, der metallurgisch gebundenen Struktur und der hohen Präzision sowie der langen Lebensdauer der fertigen Form industriell und akademisch. Die allgemeine Aufmerksamkeit der Welt hat eine Vielzahl von Geräteprototypen im Ausland eingeführt, und einige haben sogar begonnen, kommerzialisiert zu werden. und die aktuelle heimische Forschung und Anwendung steckt noch in den Kinderschuhen.
Darüber hinaus gibt es eine Schichtfertigungstechnologie (LOM) für Metallteile auf der Basis des Laserfeinschneidens, die die Eigenschaften aufweist, große und komplexe Formen von Formen schnell und kostengünstig herzustellen. In den 1980er Jahren wandte das Nakagawa Weixiong Research Laboratory in Japan die LOM-Technologie für dünne Bleche an, um die geschichtete schnelle Herstellung von Metallformen zu realisieren. Nach der Entwicklung wurde die Blech-LOM-Technologie schrittweise auf große Innen- und Außenverkleidungsformen wie Automobile und die Herstellung von Spritzgussformen mit komplexen Fließwegen angewendet.
