激光快速成形技術工藝方法介紹
激光快速成形(Laser Rapid Prototyping:LRP)是將CAD、CAM、CNC、激光、精密伺服驅(qū)動和新材料等先進技術集成的一種全新制造技術。與傳統(tǒng)制造方法相比具有:原形的復制性、互換性高;制造工藝與制造原形的幾何形狀無 ..
間接制模法可分為:
(1)軟質(zhì)簡易模具的制作 采用硅橡膠、金屬粉環(huán)氧樹脂粉和低熔點合金等將原形準確復制成模具,或?qū)υ芜M行表面處理,用金屬噴涂法或物理蒸發(fā)沉積法鍍上一層熔點較低的合金來制作模具。這些簡易模具的壽命為50~5000件,由于其制造成本低、周期短,特別適合于產(chǎn)品試制階段的小批量生產(chǎn)。 (2)鋼質(zhì)模具的制作 將RPM技術與精密鑄造技術相結合,可實現(xiàn)金屬模的快速制造;蛘咧苯又圃斐鰪托尉容^高的EDM電極,用于注塑模、鍛模、壓鑄等鋼制模具形腔的加工。一個中等大小、較為復雜的電極一般4~8h即可完成,復形精度完全滿足工程要求。福特汽車公司用此技術制造汽車模具取得了滿意的效果。上海交通大學也已通過 RP與精密鑄造結合的方法為汽車及汽車輪胎等行業(yè)生產(chǎn)進口替代模具計80余副。與傳統(tǒng)機加工法相比,快速模具制造的制作成本及周期大大降低。我國每年需進口模具達8億多美元,主要是復雜模具和精密模具,因此,SLS技術在未來的汽車模具制造業(yè)中的應用前景十分廣闊。 ●在汽車燈具制造上的應用 汽車燈具大多數(shù)的形狀是不規(guī)則的,曲面復雜,模具制造難度很大。通過快速成形技術,可以很快得到精確的產(chǎn)品試樣,為模具設計CAD和CAM提供了有利的參考。同時,也可以通過快速成形技術,用熔模鑄造的方法快速、高精度地制造出燈具模具。 激光熔覆成形(LCF)技術 LCF技術的工作原理與其他快速成形技術基本相同,也是通過對工作臺數(shù)控,實現(xiàn)激光束對粉末的掃描、熔覆,最終成形出所需形狀的零件。研究結果表明:零件切片方式、激光熔覆層厚度、激光器輸出功率、光斑大小、光強分布、掃描速度、掃描間隔、掃描方式、送粉裝置、送粉量及粉末顆粒的大小等因素均對成形零件的精度和強度有影響。 與其他快速成形技術的區(qū)別在于,激光熔覆成形能制成非常致密的金屬零件,其強度達到甚至超過常規(guī)鑄造或鍛造方法生產(chǎn)的零件,因而具有良好的應用前景。 激光近形(LENS)技術 LENS技術是將SLS技術和LCF技術相結合,并保持了這兩種技術的優(yōu)點。選用的金屬粉末有三種形式: (1)單一金屬; (2)金屬加低熔點金屬粘結劑; (3)金屬加有機粘結劑。 由于采用的是鋪粉方式,所以不管使用哪種形式的粉末,激光燒結后的金屬的密度較低、多孔隙、強度較低。要提高燒結零件強度,必須進行后處理,如浸滲樹脂、低熔點金屬,或進行熱等靜壓處理。但這些后處理會改變金屬零件的精度。 激光薄片疊層制造(LOM)技術 LOM技術是一種常用來制作模具的新型快速成形技術。其原理是先用大功率激光束切割金屬薄片,然后將多層薄片疊加,并使其形狀逐漸發(fā)生變化,最終獲得所需原形的立體幾何形狀。 LOM技術制作沖模,其成本約比傳統(tǒng)方法節(jié)約1/2,生產(chǎn)周期大大縮短。用來制作復合模、薄料模、級進模等,經(jīng)濟效益也甚為顯著。該技術在國外已經(jīng)得到了廣泛的使用。 激光誘發(fā)熱應力成形(LF)技術 LF技術的原理是基于金屬熱脹冷縮的特性,即對材料進行不均勻加熱,產(chǎn)生預定的塑性變形。該技術具有下列特點: (1)無模具成形:生產(chǎn)周期短、柔性大,特別適合單件小批量或大形工件的生產(chǎn); (2)無外力成形:材料變形的根源在于其內(nèi)部的熱應力; (3)非接觸式成形:成形精度高、無工模具磨損,可用于精密件的制造; (4)熱態(tài)累積成形:能夠成形常溫下的難變形材料或高硬化指數(shù)金屬,而且能夠產(chǎn)生自冷硬化效果,使變形區(qū)材料的組織與性能得以改善。 |
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