激光制造在大連模具加工行業中的發展

1) 激光間接成模工藝

①選擇(ze)(ze)性激(ji)光燒結(Selective Laser Sintering，簡稱SLS)工(gong)藝是利(li)用粉末狀(zhuang)材料(liao)成形(xing)的，由(you)美國德克薩斯大學奧斯汀(ting)分校的于1989年研制成功，通過用高強度的CO2激(ji)光器逐層有(you)選擇(ze)(ze)地(di)掃(sao)描燒結材料(liao)粉末而形(xing)成三維工(gong)件，SLS工(gong)藝最大的優點(dian)在于選材較為廣泛。

②立體光造形(Stereo Lithography Apparatus，簡稱(cheng)SLA)工(gong)(gong)藝是利用紫外激光束(shu)逐層掃描(miao)光固化膠的(de)(de)方法(fa)形成(cheng)三(san)維實體工(gong)(gong)件的(de)(de)。1986年(nian)美國3D Systems公司(si)推出了商(shang)品化樣機SLA-1。SLA工(gong)(gong)藝的(de)(de)最高(gao)加(jia)工(gong)(gong)精度能達到0.05mm。

③薄(bo)層疊片制造(Laminated Object Manufacturing，簡(jian)稱LOM)工(gong)(gong)藝采用薄(bo)片材(cai)料，如紙、塑料薄(bo)膜等，由美國Helisys公司于1986年(nian)研制成功。通過反復CO2激光器切割和(he)材(cai)料粘(zhan)貼，得到分層制造的實體工(gong)(gong)件。LOM工(gong)(gong)藝的特點是適(shi)合(he)制造大型工(gong)(gong)件，其精度達到0.1mm。

上述三(san)種激(ji)光(guang)(guang)快速成形技(ji)術由(you)于發(fa)展(zhan)時間(jian)長，技(ji)術相對比較成熟(shu)，在國內外都(dou)得到了較為廣泛的應(ying)用。但上述方法形成的三(san)維(wei)工(gong)件都(dou)不能直接(jie)作為模具(ju)使用，需要進行后續的處理，所以(yi)稱(cheng)之為激(ji)光(guang)(guang)間(jian)接(jie)成模工(gong)藝。主要的處理方法有以(yi)下三(san)種：

①快速成形工件處(chu)理后(hou)用(yong)作模(mo)具(ju)(ju)。LOM制(zhi)作的(de)紙模(mo)經表面(mian)處(chu)理直接(jie)代替砂型鑄造木模(mo)；或(huo)者用(yong)LOM制(zhi)作的(de)紙模(mo)具(ju)(ju)經表面(mian)處(chu)理直接(jie)用(yong)作低熔(rong)點合金鑄模(mo)、注塑模(mo)；或(huo)失(shi)蠟鑄造中蠟模(mo)的(de)成形模(mo)。SLS制(zhi)作的(de)工件經滲銅后(hou)，作為金屬模(mo)具(ju)(ju)使用(yong)。

②用(yong)快速成形(xing)件作母模澆注(zhu)硅橡膠、環(huan)氧樹脂、聚氨(an)脂等材料制作軟模具。

③用快速成(cheng)形件翻制(zhi)硬(ying)模具(ju)。一(yi)種是直接(jie)用LOM制(zhi)作紙(zhi)基模具(ju)，經表面(mian)金(jin)屬(shu)電弧噴鍍和拋(pao)光(guang)后研(yan)成(cheng)金(jin)屬(shu)模；另一(yi)種是金(jin)屬(shu)面(mian)硬(ying)背襯模具(ju)。上述(shu)硬(ying)模具(ju)可(ke)用于砂型鑄造、消失模的壓型制(zhi)作、注塑模以及(ji)簡易非鋼(gang)質拉伸模。

用上述(shu)激(ji)光間(jian)接成模(mo)工藝制(zhi)作模(mo)具(ju)，既(ji)避開了(le)復(fu)雜的(de)機械切削加工，又可以保證模(mo)具(ju)的(de)精(jing)度(du)(du)，還可以大大縮短制(zhi)模(mo)時間(jian)、節(jie)省制(zhi)模(mo)費用，對于形狀復(fu)雜的(de)精(jing)度(du)(du)模(mo)具(ju)，其優(you)點(dian)尤為突出。但是，目前(qian)還存在著模(mo)具(ju)壽(shou)命相(xiang)對較短的(de)缺(que)點(dian)，所以上述(shu)激(ji)光間(jian)接成形模(mo)具(ju)較適合于小批(pi)量生(sheng)產。

2) 激(ji)光直接成模工藝

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

(1)熔化金屬(shu)制造(zao)出來的(de)零件(jian)具(ju)有冶(ye)金結合的(de)實體，相對密(mi)度幾乎(hu)能達到100％，大大改(gai)善了金屬(shu)零件(jian)的(de)性(xing)能。

(2)由(you)于激光光斑直徑很小，因此能(neng)以(yi)較低的(de)功率熔化(hua)高熔點的(de)金屬，使得用(yong)單一成分的(de)金屬粉末來(lai)制造(zao)零(ling)件成為可能(neng)。

(3)使用高功率密度，小光斑的激光束加工金屬，使得金屬零(ling)件具有(you)0.1毫米的尺寸精(jing)度。

選(xuan)擇性(xing)激(ji)光熔化(SLM)技術和激(ji)光工程化凈成(cheng)(cheng)形(LENS)技術由(you)于成(cheng)(cheng)形件致密性(xing)好，且(qie)具有冶(ye)金結合(he)組織及精(jing)度高，制成(cheng)(cheng)的(de)模具壽命長的(de)特點，已(yi)(yi)得到了工業界(jie)和學術界(jie)的(de)普(pu)遍(bian)重視，在國外已(yi)(yi)推出了多種設備樣(yang)機(ji)，有的(de)甚至開始(shi)商品(pin)化了；而國內目前的(de)研究和應用(yong)還處于起步階段。

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