激光快速成形技術(shù)主要工藝方法LRP
激光敏捷成形(Laser Rapid Prototyping:LRP)是將CAD、CAM、CNC、激光、精細(xì)伺服驅(qū)動和新材料等先進(jìn)技術(shù)集成的一種全新制作技術(shù)。與傳統(tǒng)制作方法對比具有:原形的復(fù)帛性、互換性高;制作工藝與制作原形的幾何形狀無關(guān);加工周期短、成本低,一般制作費(fèi)用降低50%,加工周期縮短70%以上;高度技術(shù)集成,完結(jié)方案制作一體化。
近期展開的LPR首要有:立體光造形(SLA)技術(shù);選擇性激光燒結(jié)(SLS)技術(shù);激光熔覆成形(LCF)技術(shù);激光近形(LENS)技術(shù);激光薄片疊層制作(LOM)技術(shù);激光誘發(fā)熱應(yīng)力成形(LF)技術(shù)及三維打印技術(shù)等。
立體光造形(SLA)技術(shù)
SLA技術(shù)又稱光固化敏捷成形技術(shù),其原理是計(jì)算機(jī)控制激光束對光敏樹脂為材料的表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描,被掃描區(qū)域的樹脂薄層(約非常之幾毫米)產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化,構(gòu)成零件的一個薄層。工作臺下移一個層厚的距離,以便固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂,進(jìn)行下一層的掃描加工,如此重復(fù),直到悉數(shù)原形制作完畢。因?yàn)楣饩酆戏磻?yīng)是依據(jù)光的效果而不是依據(jù)熱的效果,故在工作時只需功率較低的激光源。此外,因?yàn)闆]有熱擴(kuò)散,加上鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能夠極好地控制,確保聚合反應(yīng)不發(fā)生在激光點(diǎn)以外,因而加工精度高,表面質(zhì)量好,原材料的得用率靠近100%,能制作形狀凌亂、精細(xì)的零件,功率高。對于尺度較大的零件,則可選用先分塊成形然后粘接的方法進(jìn)行制作。
美國、日本、德國、比利時等都投入了很多的人力、物力研討該技術(shù),并不斷有新產(chǎn)品問世。我國西安交通大學(xué)也研制成功了立體光造形機(jī)LPS600A。如今,全世界有10多家工廠出產(chǎn)該產(chǎn)品。
在汽車車身制作中的運(yùn)用
SLA技術(shù)可制作出所需比例的精細(xì)鑄造模具,然后澆鑄出一定比例的車身金屬模型,得用此金屬模型可進(jìn)行風(fēng)洞和磕碰等試驗(yàn),然后完結(jié)對車身最終評估,以決議其方案是不是合理。美國克萊斯勒公司已用SLA技術(shù)制成了車身模型,將其放在高速風(fēng)洞中進(jìn)行空氣動力學(xué)試驗(yàn)分析,取得了令人滿意的效果,大大節(jié)省了試驗(yàn)費(fèi)用。
用于汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管試驗(yàn)
進(jìn)氣管內(nèi)腔形狀是由非常凌亂的安閑曲面構(gòu)成的,它對進(jìn)步進(jìn)氣功率、燃燒進(jìn)程有非常首要的影響。方案進(jìn)程中,需要對不一樣的進(jìn)氣管方案做氣道試驗(yàn),傳統(tǒng)的方法是用手藝方法加工出由幾十個截面來描述的氣管木模或石膏模,再用砂模鑄造進(jìn)氣管,加工中,木模工對圖紙的理解和本身的技術(shù)水往常致使零件與方案意圖的違背,有時這種差錯的影響是顯著的。運(yùn)用數(shù)控加工雖然能較好地反映出方案意圖,但其準(zhǔn)備時間長,特別是幾何形狀凌亂時更是如此。英國Rover公司運(yùn)用敏捷成形技術(shù)出產(chǎn)進(jìn)氣管的外模及內(nèi)腔模,取得了令人滿意的效果。
選擇性激光燒結(jié)(SLS)技術(shù)
SLS技術(shù)與SLA技術(shù)很相似,僅僅用粉末材料代替了液態(tài)光聚合物,并以一定的掃描速度和能量效果于粉末材料。該技術(shù)具有原材料選澤廣泛、剩下材料易于收拾、運(yùn)用范圍廣等利益,適用于原形及功用零件的制作。在成形進(jìn)程中,激光工作參數(shù)以及粉末的特性和燒結(jié)空氣是影響燒結(jié)成形質(zhì)量的首要參數(shù)。
在汽車模具制作中運(yùn)用
美國德克薩斯州立大學(xué)研討的SLS技術(shù),已由美國DTM公司產(chǎn)品化。如今該公司已研制出SLS2000系列第三代產(chǎn)品。該系統(tǒng)能燒結(jié)蠟、聚碳酸酯、尼龍、金屬等各種材料。用該系統(tǒng)制作的鋼銅合金注塑模具,可注塑5萬件工件。這些年依據(jù)RPM技術(shù)模具制作技術(shù)已從開端的原形制作,展開到敏捷工模具制作,成為國內(nèi)外運(yùn)用研討開發(fā)的關(guān)鍵。依據(jù)RPM的模具制作方法可分為直接制模法和直接制模法。
直接制模法是直接選用RPM技術(shù)制作模具,在RPM技術(shù)諸方法中能夠直接制作金屬模具的是SLS法。用這種方法制作的鋼制銅合金打針模,壽數(shù)可達(dá)5萬件以上。但此法在燒結(jié)進(jìn)程中材料發(fā)生較大縮短,精度難以控制。