1) Лазерний непрямий процес формування
1 Процес апарату стерео літографії (SLA) полягає у використанні шару за шаром ультрафіолетового променя для сканування світловідтверджуючого клею для формування тривимірної твердої заготовки. У 1986 році 3D Systems США запустили комерційний прототип SLA-1. Найвища точність обробки процесу SLA може досягати 0,05 мм. Процес 2LaminatedObject Manufacturing (LOM) використовує тонкоплівкові матеріали, такі як папір, пластикова плівка тощо, що було успішно розроблено Helisys у Сполучених Штатах у 1986 році. Тверда заготівля, виготовлена в шарах, отримується багаторазовим різанням CO2 лазером та матеріалом прилипання. Процес LOM характеризується здатністю виготовляти великі заготовки з точністю до 0,1 мм. 3 Процес селективного лазерного спікання (SLS) формується порошковим матеріалом. Він був успішно розроблений Техаським університетом в Остіні в 1989 році. Він вибірково сканується і шар за шаром з високоінтенсивним CO2-лазером. Матеріал порошок утворює тривимірну заготовку, і найбільша перевага процесу SLS полягає в тому, що вибір матеріалів великий.
Через тривалий час розробки та відносно зрілу технологію, вищезгадані три технології лазерного швидкого прототипування широко використовуються в країні та за кордоном. Однак тривимірна заготовка, сформована вищевказаним способом, не може бути безпосередньо використана як форма, і її потрібно піддавати подальшій обробці, тому її називають лазерним непрямим процесом формування. Основні методи обробки наступні: (1) Швидке прототипування заготівлі використовується як форма. Форма паперу, виготовлена компанією LOM, безпосередньо замінюється формовою формою деревного піску шляхом обробки поверхні; або паперова форма, виготовлена компанією LOM, безпосередньо використовується як сплав із низькою температурою плавлення, лиття під тиском методом поверхневої обробки або формувальна форма воскової форми при литті втраченого воску. Заготовка, виготовлена SLS, використовується як металева форма після проникнення міді. 2 Використовуючи частину, що швидко формується, як основну форму для лиття силіконової гуми, епоксидної смоли, поліуретану та інших матеріалів для виготовлення м'якої форми. 3 Використовуйте частину швидкого формування, щоб повернути тверду форму. Перший - безпосередньо виготовити форму з паперу на основі паперу за допомогою ЛОМ, а потім сформувати металеву форму шляхом напилення та полірування поверхневої дуги з металу; інша - тверда підкладка з металевою поверхнею. Вищевказана тверда форма може бути використана для лиття піску, лиття втраченої піни, лиття під тиском та простого нержавіючого лиття при розтягуванні.
Вищезгаданий процес непрямого лазерного формування використовується для виготовлення форми, що дозволяє уникнути складного процесу механічного різання та забезпечує точність форми, а також може значно скоротити час формування та заощадити витрати на формування. Для точної форми складної форми переваги особливо виступають. Однак у відносно короткому терміні існування форми все ще є недоліки, тому вищевказана форма лазерного непрямого формування більше підходить для виробництва невеликих партій.
2) Процес прямого лазерного формування
Технологія селективного лазерного плавлення (SLM) заснована на технології селективного лазерного спікання (SLS). Характеристики SLM такі: (1) використання високої щільності потужності, невеликий точковий лазерний промінь для обробки металу, так що металеві деталі мають розмірну точність 0,1 мм; (2) деталі, виготовлені з розплавленого металу, мають з'єднання металургійної форми, а відносна щільність може бути майже до 100%, що значно покращує продуктивність металевих деталей; (3) Оскільки діаметр лазерної плями невеликий, можна плавити високоплавкі метали з меншою потужністю, що дозволяє виготовляти деталі з одного компонента металевого порошку. На малюнку 2 показані суцільнометалеві деталі, виготовлені німецькою компанією EOSGmbH з використанням процесу селективного лазерного плавлення (SLM).
Лазерна багатошарова (або тривимірна / тривимірна) обшивка прямої технології швидкого прототипування - це високотехнологічна технологія виготовлення, розроблена на основі технології швидкого прототипування, поєднаної з технологією синхронного подавання лазерної обшивки, суть якої полягає в комп'ютерному керуванні 3D лазерна обшивка Завдяки характеристикам швидкого затвердіння лазерної обшивки, вироблені металеві деталі мають рівномірну та дрібну дендритну структуру та відмінну якість, а їх щільність та експлуатаційні характеристики порівнянні з характеристиками звичайних металевих деталей. Лазерне багатошарове облицювання розробило різноманітні методи, найбільш репрезентативним з яких є технологія швидкого прототипування металевих деталей під назвою LaserEngineered NetShaping (LENS), розроблена Національною лабораторією Sandia. Цим методом було успішно виготовлено нержавіючу сталь, мараджментну сталь, нікелевий супералевий сплав, інструментальну сталь, титановий сплав, магнітний матеріал та нікель-алюмінієву інтерметалічну сполуку, а щільність деталей майже 100%.
Технологія вибіркового лазерного плавлення (SLM) та технологія формування лазерної інженерної сітки (LENS) були промисловими та академічними завдяки компактності формованих деталей, металургійній структурі та високій точності, а також довгому терміну служби готової форми. Загальна увага світу впровадила за кордон різноманітні прототипи обладнання, а деякі навіть почали комерціалізуватися; а нинішні вітчизняні дослідження та застосування досі перебувають у зародковому стані.
Крім того, існує багатошарова технологія виготовлення металевих деталей на основі лазерного тонкого різання, яка має характеристики виготовлення великих і складних форм форм швидко і з низькою вартістю. У 1980-х роках науково-дослідна лабораторія Nakagawa Weixiong в Японії застосувала технологію LOM тонкого металевого листа, щоб здійснити багатошарове швидке виготовлення металевих форм. Після розробки технологія LOM для листового металу поступово застосовується до великих форм внутрішніх та зовнішніх обробних форм, таких як автомобілі та виготовлення ливарних форм із складними шляхами потоку.
