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軌道交通新聞

激光快速成形技術主要工藝方法(二)

星之球激光 來源:機械專(zhuan) 家網2012-07-28 我要評論(0 )   

在汽車模具製造中應用 美國德克薩斯州立大學研究的SLS技術,已由美國DTM公司商品化。目前該公司已研製出SLS2000係列第三代產(chan) 品。該係統能燒結蠟、聚碳酸酯、尼龍、金屬...

 

在汽車模具製造中應用 

 

美國德克薩斯州立大學研究的SLS技術,已由美國DTM公司商品化。目前該公司已研製出SLS2000係列第三代產(chan) 品。該係統能燒結蠟、聚碳酸酯、尼龍、金屬等各種材料。用該係統製造的鋼銅合金注塑模具,可注塑5萬(wan) 件工件。近年來基於(yu) RPM技術模具製造技術已從(cong) 最初的原形製造,發展到快速工模具製造,成為(wei) 國內(nei) 外應用研究開發的重點。基於(yu) RPM的模具製造方法可分為(wei) 直接製模法和間接製模法。 

 

直接製模法是直接采用RPM技術製作模具,在RPM技術諸方法中能夠直接製作金屬模具的是SLS法。用這種方法製造的鋼製銅合金注射模,壽命可達5萬(wan) 件以上。但此法在燒結過程中材料發生較大收縮,精度難以控製。 

 

間接製模法可分為(wei) : 

 

(1)軟質簡易模具的製作 

采用矽橡膠、金屬粉環氧樹脂粉和低熔點合金等將原形準確複製成模具,或對原形進行表麵處理,用金屬噴塗法或物理蒸發沉積法鍍去上一層熔點較低的合金來製作模具。這些簡易模具的壽合為(wei) 50-5000件,由於(yu) 其製造成本低、周期短,特別適合於(yu) 產(chan) 品試製階段的小批量生產(chan) 。 

 

(2)鋼質模具的製作 

 

將RPM技術與(yu) 精密鑄造技術相結合,可實現金屬模的快速製造。或者直接製造出複形精度較高的EDM電極,用於(yu) 注塑模、鍛模、壓鑄等鋼製模具形腔的加工。一個(ge) 中等大小、較為(wei) 複雜的電極一般4-8h即可完成,複形精度完全滿足工程要求。福特汽車公司用此技術製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(yu) 精密鑄造結合的方法為(wei) 汽車及汽車輪胎等行業(ye) 生產(chan) 進口替代模具計80餘(yu) 副。與(yu) 傳(chuan) 統機加工法相比,快速模具製造的製作成本及周期大大降低。我國每年需進口模具達8億(yi) 多美元,主要是複雜模具和精密模具,因此,SLS技術在未來的汽車模具製造業(ye) 中的應用前景十分廣闊。

 

在汽車燈具製造上的應用 

 

汽車燈具大多數的形狀是不規則的,曲麵複雜,模具製造難度很大。通過快速成形技術,可以很快得到精確的產(chan) 品試樣,為(wei) 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、高精度地製造出燈具模具。 

 

激光熔覆成形(LCF)技術 

 

LCF技術的工作原理與(yu) 其他快速成形技術基本相同,也是通過對工作台數控,實現泊光束對粉末的掃描、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(yu) 其他快速成形技術的區別在於(yu) ,激光熔覆成形能製成非常致密的金屬零件,其強度達到甚至超過常規鑄造或鍛造方法生產(chan) 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,並保持了這兩(liang) 種技術的優(you) 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)金屬加工有機粘結劑。由於(yu) 采用的是鋪粉方式,所以不管使用哪種形式的粉末,激光燒結後的金屬的密度較低、多孔隙、強度較低。要提高燒結零件強度,必須進行後處理,如浸滲樹脂、低熔點金屬,或進行熱等靜壓處理。但這些後處理會(hui) 改變金屬零件的精度。 

 

激光薄片疊層製造(LOM)技術 

 

LOM技術是一種常用來製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,然後將多層薄片疊加,並使其形狀逐漸發生變化,最終獲得所需原形的立體(ti) 幾何形狀。 

 

LOM技術製作衝(chong) 模,其成本約比傳(chuan) 統方法節約1/2,生產(chan) 周期大大縮短,經濟效益也甚為(wei) 顯著。該技術在國外已經得到了廣泛的使用。 

 

激光誘發熱應力成形(LF)技術 

 

LF技術的原理是基於(yu) 金屬熱脹冷縮的特性,即對材料進行不均勻加熱,產(chan) 生預定的塑件變形。該技術具有下列特點: 

 

(1)無模具成形:生產(chan) 周期短、柔性大,特別適合單件小批量或大形工件的生產(chan) ; 

(2)無外力成形:材料變形的根源在於(yu) 其內(nei) 部熱應力; 

(3)非接觸式成形:成形精度高、無工模具磨損,可用於(yu) 精密件的製造; 

(4)熱態累積成形:能夠成形常溫下的難變形材料或高硬化指數金屬,而且能夠產(chan) 生自冷硬化效果,使變形區材料的組織與(yu) 性能得以改善。

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