1) Proceso de moldeo indirecto por láser
1 El proceso del Aparato de Litografía Estéreo (SLA) consiste en utilizar un rayo láser UV capa por capa para escanear el adhesivo fotopolimerizable para formar una pieza de trabajo sólida tridimensional. En 1986, 3D Systems de los Estados Unidos lanzó el prototipo comercial SLA-1. La precisión de mecanizado más alta del proceso SLA puede alcanzar 0.05 mm. El proceso 2LaminatedObject Manufacturing (LOM) utiliza materiales de película delgada, como papel, película plástica, etc., que fue desarrollado con éxito por Helisys en los Estados Unidos en 1986. La pieza de trabajo sólida producida en capas se obtiene mediante corte y material láser de CO2 repetidos pega. El proceso LOM se caracteriza por su capacidad para fabricar piezas de trabajo grandes con una precisión de 0.1 mm. 3 El proceso de sinterización selectiva por láser (SLS) está formado por material en polvo. Fue desarrollado con éxito por la Universidad de Texas en Austin en 1989. Se escanea selectivamente y capa por capa con láser de CO2 de alta intensidad. El material en polvo forma una pieza de trabajo tridimensional, y la mayor ventaja del proceso SLS es que la selección del material es extensa.
Debido al largo tiempo de desarrollo y la tecnología relativamente madura, las tres tecnologías de prototipos rápidos con láser anteriores se han utilizado ampliamente en el hogar y en el extranjero. Sin embargo, la pieza de trabajo tridimensional formada por el método anterior no puede usarse directamente como un molde, y debe someterse a un procesamiento posterior, por lo que se llama un proceso de moldeo indirecto con láser. Los principales métodos de tratamiento son los siguientes: (1) La creación rápida de prototipos de la pieza de trabajo se utiliza como molde. El molde de papel fabricado por LOM se reemplaza directamente por el molde de madera de fundición en arena mediante tratamiento superficial; o el molde de papel fabricado por LOM se usa directamente como un molde de aleación de bajo punto de fusión, un molde de inyección por tratamiento superficial o un molde de formación del molde de cera en fundición a la cera perdida. La pieza de trabajo hecha por SLS se utiliza como molde de metal después de la infiltración de cobre. 2 Usando una pieza de formación rápida como molde maestro para moldear caucho de silicona, resina epoxi, poliuretano y otros materiales para hacer un molde blando. 3 Use una pieza de formación rápida para girar el molde duro. Una es hacer directamente un molde basado en papel con LOM, y luego formar un molde de metal por pulverización y pulido de arco metálico en la superficie; el otro es un molde de superficie dura de metal. El molde duro anterior se puede usar para fundición en arena, moldeo de espuma perdida, moldeo por inyección y moldeo por tracción simple no de acero.
El proceso de moldeo indirecto con láser mencionado anteriormente se utiliza para hacer el molde, lo que evita el complicado proceso de corte mecánico y garantiza la precisión del molde, y puede acortar enormemente el tiempo de moldeo y ahorrar el costo de moldeo. Para el molde de precisión de forma compleja, las ventajas son especialmente sobresalientes. Sin embargo, todavía hay defectos en la vida relativamente corta del molde, por lo que el molde de formación indirecta con láser anterior es más adecuado para la producción de lotes pequeños.
2) Proceso de moldeo directo por láser
La tecnología de fusión láser selectiva (SLM) se basa en la tecnología de sinterización láser selectiva (SLS). Las características de SLM son: (1) uso de alta densidad de potencia, pequeño rayo láser puntual para procesar metal, de modo que las partes metálicas tengan una precisión dimensional de 0.1 mm; (2) las partes hechas de metal fundido tienen entidades metalúrgicas unidas, y la densidad relativa puede ser casi de hasta el 100%, mejorando en gran medida el rendimiento de las partes metálicas; (3) Debido a que el diámetro del punto láser es pequeño, es posible fundir metales de alta fusión a una potencia menor, lo que permite fabricar piezas con un solo componente de polvo metálico. La Figura 2 muestra las piezas totalmente metálicas fabricadas por la compañía alemana EOSGmbH utilizando el proceso de fusión selectiva por láser (SLM).
La tecnología de prototipos rápidos directos de revestimiento multicapa láser (o tridimensional / tridimensional) es una tecnología de fabricación de alta tecnología desarrollada sobre la base de la tecnología de creación rápida de prototipos combinada con tecnología de revestimiento láser de alimentación síncrona, cuya esencia es controlada por computadora Revestimiento láser 3D. Debido a las características de solidificación rápida del revestimiento con láser, las piezas metálicas producidas tienen una estructura dendrítica fina y uniforme y una calidad excelente, y su densidad y rendimiento son comparables a los de las piezas metálicas convencionales. El revestimiento láser multicapa ha desarrollado una variedad de métodos, el más representativo de los cuales es la tecnología de creación rápida de prototipos de piezas metálicas llamada LaserEngineered NetShaping (LENS) desarrollada por Sandia National Laboratories. Este método ha fabricado con éxito acero inoxidable, acero de maraging, superaleación a base de níquel, acero para herramientas, aleación de titanio, material magnético y compuesto intermetálico de níquel-aluminio, y la densidad de las piezas es casi del 100%.
La tecnología de fusión láser selectiva (SLM) y la tecnología de formación de red de ingeniería láser (LENS) han sido industriales y académicas debido a la compacidad de las piezas formadas, la estructura metalúrgica unida y la alta precisión, y la larga vida útil del molde terminado. La atención general del mundo ha introducido una variedad de prototipos de equipos en el extranjero, y algunos incluso han comenzado a comercializarse; y la investigación y aplicación nacional actual todavía está en pañales.
Además, existe una tecnología de fabricación en capas (LOM) para piezas de metal basada en corte fino con láser, que tiene las características de fabricar moldes grandes y complejos de moldes de forma rápida y a bajo costo. En la década de 1980, el Laboratorio de Investigación Nakagawa Weixiong en Japón aplicó la tecnología LOM de láminas metálicas delgadas para realizar la fabricación rápida en capas de moldes metálicos. Después del desarrollo, la tecnología LOM de chapa se ha aplicado gradualmente a moldes de molduras interiores y exteriores grandes, como automóviles y la fabricación de moldes de inyección con rutas de flujo complejas.
