模具激光製造 

1) 激光間接成模工藝 

①立體(ti) 光造形(Stereo Lithography Apparatus，簡稱SLA)工藝是利用紫外激光束逐層掃描光固化膠的方法形成三維實體(ti) 工件的。1986年美國3D Systems公司推出了商品化樣機SLA-1。SLA工藝的最高加工精度能達到0.05mm。

②薄層疊片製造(Laminated Object Manufacturing，簡稱LOM)工藝采用薄片材料，如紙、塑料薄膜等，由美國Helisys公司於(yu) 1986年研製成功。通過反複CO2激光器切割和材料粘貼，得到分層製造的實體(ti) 工件。LOM工藝的特點是適合製造大型工件，其精度達到0.1mm。

③選擇性激光燒結(Selective Laser Sintering，簡稱SLS)工藝是利用粉末狀材料成形的，由美國德克薩斯大學奧斯汀分校的於(yu) 1989年研製成功，通過用高強度的CO2激光器逐層有選擇地掃描燒結材料粉末而形成三維工件，SLS工藝最大的優(you) 點在於(yu) 選材較為(wei) 廣泛。 

上述三種激光快速成形技術由於(yu) 發展時間長，技術相對比較成熟，在國內(nei) 外都得到了較為(wei) 廣泛的應用。但上述方法形成的三維工件都不能直接作為(wei) 模具使用，需要進行後續的處理，所以稱之為(wei) 激光間接成模工藝。主要的處理方法有以下三種：

①快速成形工件處理後用作模具。LOM製作的紙模經表麵處理直接代替砂型鑄造木模；或者用LOM製作的紙模具經表麵處理直接用作低熔點合金鑄模、注塑模；或失蠟鑄造中蠟模的成形模。SLS製作的工件經滲銅後，作為(wei) 金屬模具使用。

②用快速成形件作母模澆注矽橡膠、環氧樹脂、聚氨脂等材料製作軟模具。

③用快速成形件翻製硬模具。一種是直接用LOM製作紙基模具，經表麵金屬電弧噴鍍和拋光後研成金屬模；另一種是金屬麵硬背襯模具。上述硬模具可用於(yu) 砂型鑄造、消失模的壓型製作、注塑模以及簡易非鋼質拉伸模。 

用上述激光間接成模工藝製作模具，既避開了複雜的機械切削加工，又可以保證模具的精度，還可以大大縮短製模時間、節省製模費用，對於(yu) 形狀複雜的精度模具，其優(you) 點尤為(wei) 突出。但是，目前還存在著模具壽命相對較短的缺點，所以上述激光間接成形模具較適合於(yu) 小批量生產(chan) 。 

2) 激光直接成模工藝 

選擇性激光熔化(Selective Laser Melting，簡稱SLM)技術是在選擇性激光燒結(SLS)技術的基礎上發展起來的。SLM的特點為(wei) ：

(1)使用高功率密度，小光斑的激光束加工金屬，使得金屬零件具有0.1毫米的尺寸精度。

(2)熔化金屬製造出來的零件具有冶金結合的實體(ti) ，相對密度幾乎能達到100％，大大改善了金屬零件的性能。

(3)由於(yu) 激光光斑直徑很小，因此能以較低的功率熔化高熔點的金屬，使得用單一成分的金屬粉末來製造零件成為(wei) 可能。

激光多層（或稱三維/立體(ti) ）熔覆直接快速成形技術是在快速原型技術的基礎上結合同步送料激光熔覆技術所發展起來的一項高新製造技術，其實質是計算機控製下的三維激光熔覆。

由於(yu) 激光熔覆的快速凝固特征，所製造出的金屬零件具有均勻細密的枝晶組織和優(you) 良的質量，其密度和性能與(yu) 常規金屬零件相當。激光多層熔覆發展出了多種方法，其中最具代表性的是美國Sandia國家實驗室（Sandia National Laboratories）研發的稱作激光工程化淨成形技術(Laser Engineered Net Shaping，簡稱LENS)的金屬件快速成形技術。采用該方法已成功製造了不鏽鋼，馬氏體(ti) 時效鋼，鎳基高溫合金，工具鋼，鈦合金，磁性材料以及鎳鋁金屬間化合物工件，零件致密度達到近乎100%。

選擇性激光熔化(SLM)技術和激光工程化淨成形(LENS)技術由於(yu) 成形件致密性好，且具有冶金結合組織及精度高，製成的模具壽命長的特點，已得到了工業(ye) 界和學術界的普遍重視，在國外已推出了多種設備樣機，有的甚至開始商品化了；而國內(nei) 目前的研究和應用還處於(yu) 起步階段。