1) Processo di stampaggio laser indiretto
1 Il processo di apparecchi litografici stereo (SLA) consiste nell'utilizzare uno strato di raggio laser UV per strato per scansionare l'adesivo fotopolimerizzante per formare un pezzo solido tridimensionale. Nel 1986, 3D Systems degli Stati Uniti ha lanciato il prototipo commerciale SLA-1. La massima precisione di lavorazione del processo SLA può raggiungere 0,05 mm. Il processo 2LaminatedObject Manufacturing (LOM) utilizza materiali a film sottile, come carta, film plastico, ecc., Che è stato sviluppato con successo da Helisys negli Stati Uniti nel 1986. Il pezzo solido prodotto in strati è ottenuto da ripetuti tagli laser e materiali CO2 attaccare. Il processo LOM è caratterizzato dalla sua capacità di produrre pezzi di grandi dimensioni con una precisione di 0,1 mm. 3 Il processo di sinterizzazione laser selettiva (SLS) è formato da materiale in polvere. È stato sviluppato con successo dall'Università del Texas ad Austin nel 1989. È selettivamente scansionato e strato per strato con laser CO2 ad alta intensità. La polvere di materiale forma un pezzo tridimensionale e il più grande vantaggio del processo SLS è che la selezione del materiale è ampia.
A causa del lungo tempo di sviluppo e della tecnologia relativamente matura, le tre tecnologie di prototipazione rapida laser di cui sopra sono state ampiamente utilizzate in patria e all'estero. Tuttavia, il pezzo tridimensionale formato con il metodo precedente non può essere utilizzato direttamente come stampo e deve essere sottoposto a successive lavorazioni, quindi viene chiamato processo di stampaggio indiretto laser. I principali metodi di trattamento sono i seguenti: (1) La prototipazione rapida del pezzo viene utilizzata come stampo. Lo stampo in carta prodotto da LOM viene sostituito direttamente dallo stampo in legno colato in sabbia mediante trattamento superficiale; oppure lo stampo di carta prodotto da LOM viene utilizzato direttamente come uno stampo in lega a basso punto di fusione, uno stampo ad iniezione per trattamento superficiale o uno stampo di formatura dello stampo per cera in fusione a cera persa. Il pezzo realizzato da SLS viene utilizzato come stampo metallico dopo infiltrazioni di rame. 2 Utilizzando una parte a formatura rapida come stampo master per fondere gomma siliconica, resina epossidica, poliuretano e altri materiali per realizzare uno stampo morbido. 3 Utilizzare una parte di formatura rapida per girare lo stampo duro. Uno è quello di realizzare direttamente uno stampo a base di carta con LOM e quindi formare uno stampo in metallo mediante spruzzatura e lucidatura di archi di metallo superficiale; l'altro è uno stampo di supporto duro con superficie metallica. Lo stampo duro sopra può essere utilizzato per la fusione di sabbia, stampaggio di schiuma persa, stampaggio ad iniezione e semplice stampaggio a trazione non in acciaio.
Il processo di stampaggio indiretto laser sopra menzionato viene utilizzato per realizzare lo stampo, il che evita il complicato processo di taglio meccanico e garantisce la precisione dello stampo e può ridurre notevolmente i tempi di stampaggio e risparmiare sui costi di stampaggio. Per lo stampo di precisione di forma complessa, i vantaggi sono particolarmente sporgenti. Tuttavia, vi sono ancora carenze nella durata relativamente breve dello stampo, quindi lo stampo per formatura indiretta laser sopra è più adatto per la produzione di piccoli lotti.
2) Processo di stampaggio laser diretto
La tecnologia Selective Laser Melting (SLM) si basa sulla tecnologia selettiva di sinterizzazione laser (SLS). Le caratteristiche di SLM sono: (1) utilizzo di un fascio laser ad alta densità e spot di piccole dimensioni per la lavorazione del metallo, in modo che le parti metalliche abbiano una precisione dimensionale di 0,1 mm; (2) le parti in metallo fuso hanno entità metallurgiche legate e la densità relativa può essere quasi fino al 100%, migliorando notevolmente le prestazioni delle parti metalliche; (3) Poiché il diametro del punto laser è piccolo, è possibile fondere metalli ad alta fusione a una potenza inferiore, rendendo possibile la fabbricazione di parti con un singolo componente di polvere metallica. La Figura 2 mostra le parti interamente metalliche prodotte dalla società tedesca EOSGmbH utilizzando il processo di fusione laser selettiva (SLM).
La tecnologia di prototipazione rapida diretta del rivestimento multistrato laser (o tridimensionale / tridimensionale) è una tecnologia di produzione ad alta tecnologia sviluppata sulla base della tecnologia di prototipazione rapida combinata con la tecnologia di rivestimento laser ad alimentazione sincrona, la cui essenza è controllata da computer Rivestimento laser 3D. A causa delle caratteristiche di solidificazione rapida del rivestimento laser, le parti metalliche prodotte hanno una struttura dendritica uniforme e fine e un'eccellente qualità, e la loro densità e prestazioni sono paragonabili a quelle delle parti metalliche convenzionali. Il rivestimento multistrato laser ha sviluppato una varietà di metodi, il più rappresentativo dei quali è la tecnologia di prototipazione rapida di parti metalliche chiamata LaserEngineered NetShaping (LENS) sviluppata da Sandia National Laboratories. L'acciaio inossidabile, l'acciaio Maraging, la superlega a base di nichel, l'acciaio per utensili, la lega di titanio, il materiale magnetico e il composto intermetallico di nichel-alluminio sono stati fabbricati con successo con questo metodo e la densità delle parti è quasi del 100%.
La tecnologia di fusione laser selettiva (SLM) e la tecnologia LENS (Laser Engineering Net Forming) sono state industriali e accademiche a causa della compattezza delle parti formate, della struttura legata metallurgica e dell'alta precisione e della lunga durata dello stampo finito. L'attenzione generale del mondo ha introdotto una varietà di prototipi di apparecchiature all'estero e alcuni hanno persino iniziato a essere commercializzati; e l'attuale ricerca e applicazione interna è ancora agli inizi.
Inoltre, esiste una tecnologia di produzione a strati (LOM) per parti metalliche basata sul taglio fine laser, che presenta le caratteristiche di produzione di forme di stampi grandi e complesse in modo rapido e a basso costo. Negli anni '80, il Nakagawa Weixiong Research Laboratory in Giappone ha applicato la sottile tecnologia LOM in lamiera per realizzare la rapida produzione a strati di stampi in metallo. Dopo lo sviluppo, la tecnologia LOM in lamiera è stata gradualmente applicata a grandi stampi per finiture interne ed esterne come automobili e alla produzione di stampi ad iniezione con percorsi di flusso complessi.
