联系我们

Contact


地址:厦门市湖里区县后ABB公司对面27路37路终点总站旁
电话:0592-5550331
联系人:吴先生
邮箱:763218490@qq.com
当前位置:首页> 行业资讯

激光快速成型的通用技术与应用

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-07-29 6:06:48 * 浏览: 2
激光快速成型(LRP)是一种新的制造技术,它融合了CAD,CAM,CNC,激光,精密伺服驱动器和新材料等先进技术。与传统的制造方法相比,它具有:原型具有高度的可复制性和互换性,制造过程与制造原型的几何形状无关,加工周期短,成本低,一般制造成本降低了50% %,并且处理周期缩短了70%以上,技术集成实现了设计与制造的集成。最近开发的LPR主要包括:立体光学建模(SLA)技术,选择性激光烧结(SLS)技术,激光熔覆成形(LCF)技术,激光近形(LENS)技术,激光薄板层压制造(LOM)技术,激光诱导热应力成型(LF)技术和三维印刷技术。立体光成型(SLA)技术SLA技术也称为光固化快速成型技术。其原理是计算机控制激光束逐点扫描作为原料的光敏树脂的表面,并在扫描区域(约十分之一毫米)内形成树脂薄层。光聚合反应生成并固化为形成零件的薄层。将工作台向下移动一层厚度,以便在固化的树脂表面上覆盖一层新的液态树脂,然后扫描和处理下一层,依此类推,直到制造出整个原型为止。由于光聚合反应是基于光的作用而不是热的作用,因此在操作期间仅需要低功率的激光源。另外,由于没有热扩散,可以很好地控制链反应,因此可以保证在激光光斑外不会发生聚合反应,因此加工精度高),表面质量好,利用率高。原材料的比例接近100%,可以高效地制造复杂而精致的零件。对于较大的零件,可以使用先成型后再粘合的方法。美国,日本,德国,比利时等国在这项技术的研究上投入了大量的人力和物力,并且新产品不断涌现。我国的西安交通大学也成功开发了LPS600A立体造型机。目前,全世界有10多家工厂生产这种产品。 SLA技术在汽车车身制造中的应用可以生产所需比例的精密铸造模具,从而铸造一定比例的车身金属模型,这些模型可用于风洞和碰撞测试以完成对车身的最终评估。确定其设计是否合理。美国克莱斯勒公司采用SLA技术制作了车身模型,并将其放置在高速风洞中进行空气动力学测试分析,取得了令人满意的结果,并大大节省了测试成本。用于汽车发动机进气管的测试。进气管内腔的形状由非常复杂的自由曲面组成,这对提高进气效率和燃烧过程具有非常重要的影响。在设计过程中,需要测试不同的进气管方案。传统的方法是手动加工由几十个部分描述的空气管木模或石膏模,然后用砂模铸造进气管。 ,木模工作者对图纸的理解和他们自己的技术水平通常会导致零件和设计意图之间的偏差,有时此错误的影响是巨大的。尽管使用CNC加工可以更好地反映设计意图,但准备时间很长,尤其是在几何形状复杂的情况下。英国罗孚公司采用快速成型技术生产进气管的外模和内腔模,取得了满意的效果。选择性激光烧结(SLS)技术SLS技术与SLA技术非常相似,不同之处在于液态光敏聚合物被粉末原料代替,并且粉末材料以一定的扫描速度和能量作用。这项技术具有优势原材料选择范围广,易于清洗多余材料且应用范围广的标签,适合于制造原型和功能部件。在成型过程中,激光加工参数,粉末特性和烧结气氛是影响烧结质量的重要参数。美国德克萨斯州立大学研究的SLS技术已用于汽车模具制造,并已由DTM商业化。目前,该公司已经开发了第三代SLS2000系列。该系统可以烧结各种材料,例如蜡,聚碳酸酯,尼龙和金属。用该系统制成的钢铜合金注射模可以注射50,000个工件。近年来,基于RPM技术的模具制造技术已经从原型制造发展为快速的工具和模具制造,这已成为国内外应用研究与开发的重点。基于RPM的模具制造方法可以分为直接成型方法和间接成型方法。直接成型方法是直接使用RPM技术制造模具。在RPM技术的方法中,SLS方法可以直接制造金属模具。通过这种方法制造的钢铜合金注射模具的使用寿命超过50,000件。但是,在这种方法中,材料在烧结过程中会大大收缩,并且精度难以控制。间接成型方法可分为:(1)使用硅橡胶,金属粉末,环氧粉末和低熔点合金生产软质简单模具,以将原型精确复制到模具中,或对原型进行表面处理并喷涂金属。物理气相沉积法是在熔点较低的合金层上涂覆模具。这些简单的模具的使用寿命为50到5000件。由于它们的制造成本低且周期时间短,它们特别适合在产品的试生产阶段进行小批量生产。 (2)模具的生产结合了RPM技术和精密铸造技术,实现了模具的快速制造。或者,直接制造具有较高复杂精度的EDM电极,该电极用于加工钢模腔,例如注塑模,锻模和压铸模。一个中等大小,更复杂的电极通常可以在4到8小时内完成,复杂的精度完全可以满足工程要求。福特汽车公司利用这项技术制造了汽车模具,并取得了令人满意的结果。上海交通大学还采用了RP和精密铸造相结合的方法,生产了80多种用于汽车和汽车轮胎行业的进口替代模具。与传统的加工方法相比,大大降低了模具快速制造的生产成本和周期。我国每年需要进口超过8亿美元的模具,主要是复杂模具和精密模具。因此,SLS技术在未来汽车模具制造业中的应用前景非常广阔。在汽车灯的制造中的应用汽车灯的大多数形状是不规则的,弯曲的表面很复杂,并且模具的制造非常困难。通过快速原型技术,可以快速获取产品样本,为模具设计CAD和CAM提供了有利的参考。同时,快速成型技术还可用于通过熔模铸造方法快速而准确地制造灯模具。激光熔覆成型(LCF)技术LCF技术的工作原理与其他快速成型技术基本相同。通过工作台的数控,也可以实现激光束对粉末的扫描和熔覆,最终形成所需形状的零件。研究结果表明:零件切片方法,激光熔覆层厚度,激光输出功率,光斑尺寸,光强分布,扫描速度,扫描间隔,扫描方法,送粉装置,送粉量和粉粒大小均正确。成型零件的精度和强度会产生影响。与其他快速原型技术的区别据称,激光熔覆成型可以制造非常致密的金属零件,其强度达到或超过传统铸造或锻造方法生产的零件的强度,因此具有良好的应用前景。