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激光快速成型

发布者:鑫通手板     发布时间:2015/5/18 10:51:16     阅读:1312

      

 

激光快速成型(Laser Rapid Prototyping:LRP)是将CAD、CAM、、激光、精密伺服驱动和新材料等先进技术集成的一种全新制造技术。与传统制造方法相比具有:原型的复制性、互换性高;制造工艺与制造原型的几何形状无关;加工周期短、成本低,一般制造费用降低50%,加工周期缩短70%以上;高度技术集成,实现设计制造一体化。

近期发展的LRP主要有:

技术又称光固化快速成形技术,其原理是计算机控制激光束对光敏树脂为原料的表面进行逐点扫描,被扫描区域的树脂薄层(约十分之几毫米)产生光聚合反应而固化,形成零件的一个薄层。工作台下移一个层厚的距离,以便固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂,进行下一层的扫描加工,如此反复,直到整个原型制造完毕。由于光聚合反应是基于光的作用而不是基于热的作用,故在工作时只需功率较低的激光源。此外,因为没有热扩散,加上链式反应能够很好地控制,能保证聚合反应不发生在激光点之外,因而加工精度高 ),表面质量好,原材料的利用率接近100%,能制造形状复杂、精细的零件,效率高。对于尺寸较大的零件,则可采用先分块成形然后粘接的方法进行制作。

技术与SLA技术很相似,只是用粉末原料取代了液态光聚合物,并以一定的扫描速度和能量作用于粉末材料。该技术具有原材料选择广泛、多余材料易于清理、应用范围广等优点,适用于原型及功能零件的制造。在成形过程中,激光工作参数以及粉末的特性和烧结气氛是影响烧结成形质量的重要参数。

工艺又称为分层实体制造,是一种常用来制作的新型快速成形技术。起原理是先用大功率激光束切割金属薄片,然后将多层薄片叠加,并使其形状逐渐发生变化,最终获得所需原型的立体几何形状。LOM技术制作冲模,其成本约比传统方法节约1/2,生产周期大大缩短。用来制作合模、薄料模、级进模等,经济效益也甚为显著,该技术在国外已经得到了一定的使用。虽然LOM工艺在快速原型市场中层位居第二位,但由于成本价格高、精度低,材料浪费,系统设备比较复杂,工作性能不稳定等缺点导致其地位日益下降。

LF技术的原理是基于金属热胀冷缩的特性,即对材料进行不均匀加热,产生预定的塑形变形。该技术具有无模具成形、无外力成形、非接触式成形、热态累积成形等特点。该技术已被用于汽车覆盖件的柔性校平和其他异形件的成形等。

LCF技术是利用具有高能密度的激光束使某种特殊性能的材料熔覆在基体材料表面与基材相互熔合,形成与基体成分和性能完全不同的合金熔覆层。其优点是:激光熔覆的作用不仅仅是提高材料表面层的性能,而是赋予它新的性能,并降低制造成本和能耗,节约有限的战略金属元素。与其他快速成型技术的区别在于,激光熔覆成形能制成非常致密的金属零件,其强度达到甚至超过常规铸造或锻造方法生产的零件,因而具有良好的应用前景。到90年代末和21世纪初,各种不同名称的快速制造技术得到深入研究和快速发展:激光近形(LENS)技术、Lasform成形工艺、DLF成形工艺、SDM成形工艺、CMB成形工艺、LAMP成形工艺,等等。

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