1) Lāzera netiešās formēšanas process
1 Stereo litogrāfijas aparāta (SLA) process ir UV staru lāzera staru kūļa izmantošana slānī, lai skenētu gaismu cietinošu līmi, veidojot trīsdimensiju cietu sagatavi. 1986. gadā Amerikas Savienoto Valstu 3D Systems uzsāka komerciālo prototipu SLA-1. SLA procesa augstākā apstrādes precizitāte var sasniegt 0,05 mm. 2LaminatedObject Manufacturing (LOM) procesā tiek izmantoti plānas plēves materiāli, piemēram, papīrs, plastmasas plēve utt., Ko 1986. gadā veiksmīgi izstrādāja Helisys Amerikas Savienotajās Valstīs. Slāņos iegūto cieto sagatavi iegūst atkārtotā CO2 lāzera griešanā un materiālā uzlīmēšana. LOM procesu raksturo tā spēja izgatavot lielas sagataves ar precizitāti 0,1 mm. 3 Selektīvās lāzera aglomerācijas (SLS) procesu veido pulvera materiāls. To veiksmīgi izstrādāja Teksasas Universitāte Ostinā 1989. gadā. To selektīvi skenē un slāņo pa slāni ar augstas intensitātes CO2 lāzeru. Materiāla pulveris veido trīsdimensiju sagatavi, un lielākā SLS procesa priekšrocība ir tā, ka materiālu izvēle ir plaša.
Sakarā ar ilgu attīstības laiku un salīdzinoši nobriedušu tehnoloģiju, iepriekš minētās trīs lāzera ātrās prototipēšanas tehnoloģijas ir plaši izmantotas gan mājās, gan ārvalstīs. Tomēr trīsdimensiju sagatavi, kas izveidota ar iepriekšminēto metodi, nevar tieši izmantot kā veidni, un tā ir jāpakļauj turpmākai apstrādei, tāpēc to sauc par netiešo formēšanas procesu ar lāzeru. Galvenās apstrādes metodes ir šādas: (1) Kā veidni izmanto sagataves ātru prototipēšanu. LOM izgatavoto papīra veidni tieši apstrādā ar virsmas apstrādi ar smilšu liešanas koka veidni; vai LOM izgatavotā papīra veidne tiek tieši izmantota kā sakausējuma veidne ar zemu kušanas temperatūru, virsmu apstrāde ar iesmidzināšanas veidni vai vaska veidnes formēšanas forma zaudētā vaska liešanā. Pēc vara infiltrācijas SLS izgatavotā sagatave tiek izmantota kā metāla veidne. 2 Izmantojot ātri veidotu detaļu kā galveno veidni, silikona gumijas, epoksīdsveķu, poliuretāna un citu materiālu liešanai, lai izveidotu mīkstu veidni. 3 Cietās veidnes pagriešanai izmantojiet ātri veidojošu daļu. Viens ir tieši izgatavot papīra veidni ar LOM, un pēc tam ar metāla virsmu loka izsmidzināšanu un pulēšanu izveidot metāla veidni; otra ir cieta pamata veidne no metāla virsmas. Iepriekš minēto cieto veidni var izmantot smilšu liešanai, zaudēto putu liešanai, iesmidzināšanai un vienkāršai stiepes formēšanai no tērauda.
Veidnes izgatavošanai tiek izmantots iepriekš minētais lāzera netiešās formēšanas process, kas ļauj izvairīties no sarežģītā mehāniskā griešanas procesa un nodrošina veidnes precizitāti, kā arī var ievērojami saīsināt liešanas laiku un ietaupīt formēšanas izmaksas. Sarežģītas formas precīzijas veidnei priekšrocības ir īpaši izvirzītas. Tomēr samērā īsajā veidnes kalpošanas laikā joprojām ir trūkumi, tāpēc iepriekšminētā lāzera netiešā formēšanas forma ir vairāk piemērota mazu partiju ražošanai.
2) Lāzera tiešās formēšanas process
Selektīvās lāzera kausēšanas (SLM) tehnoloģijas pamatā ir selektīvā lāzera aglomerācijas (SLS) tehnoloģija. SLM raksturlielumi ir šādi: (1) metāla apstrādei tiek izmantots liels jaudas blīvums, mazs vietas lāzera stars, lai metāla detaļu izmēru precizitāte būtu 0,1 mm; (2) detaļām, kas izgatavotas no kausēta metāla, ir savienojumi ar metalurģiju, un relatīvais blīvums var būt gandrīz līdz 100%, ievērojami uzlabojot metāla detaļu veiktspēju; (3) Tā kā lāzera vietas diametrs ir mazs, metālus ar augstu kausēšanas spēju ir iespējams izkausēt ar zemāku jaudu, ļaujot ražot detaļas ar vienu metāla pulvera sastāvdaļu. 2. attēlā parādītas visu metālu detaļas, kuras ražo vācu uzņēmums EOSGmbH, izmantojot selektīvās lāzera kausēšanas (SLM) procesu.
Daudzslāņu (vai trīsdimensiju / trīsdimensiju) apšuvuma tiešās ātrās prototipēšanas tehnoloģija ir augsto tehnoloģiju ražošanas tehnoloģija, kas izstrādāta, pamatojoties uz ātras prototipēšanas tehnoloģiju, apvienojumā ar sinhronās barošanas lāzera apšuvuma tehnoloģiju, kuras būtība ir datora vadīta 3D lāzera apšuvums. Lāzera apšuvuma ātro sacietēšanas īpašību dēļ izgatavotajām metāla detaļām ir vienveidīga un smalka dendritiskā struktūra un izcila kvalitāte, un to blīvums un veiktspēja ir salīdzināma ar parastajām metāla detaļām. Lāzera daudzslāņu apšuvumā ir izstrādātas dažādas metodes, no kurām visizplatītākā ir Sandia National Laboratories izstrādātā metāla detaļu ātras prototipēšanas tehnoloģija ar nosaukumu LaserEngineered NetShaping (LENS). Nerūsējošais tērauds, martensīta tērauds, niķeļa bāzes supersakausējums, instrumentu tērauds, titāna sakausējums, magnētiskais materiāls un niķeļa-alumīnija intermetāliskais savienojums ir veiksmīgi izgatavots ar šo metodi, un detaļu blīvums ir gandrīz 100%.
Selektīvās lāzera kausēšanas (SLM) tehnoloģijas un lāzeru inženiertīklu veidošanas (LENS) tehnoloģija ir bijusi rūpnieciska un akadēmiska, pateicoties izveidoto detaļu kompakti, metalurģiski saistītajai struktūrai un augstajai precizitātei, kā arī gatavās veidnes ilgajam kalpošanas laikam. Pasaules vispārējā uzmanība ārzemēs ir ieviesusi dažādus aprīkojuma prototipus, un daži pat ir sākuši to tirdzniecību; un pašreizējie vietējie pētījumi un piemērošana joprojām ir sākumstadijā.
Turklāt ir arī daudzslāņu ražošanas tehnoloģija (LOM) metāla detaļām, kuru pamatā ir smalkā lāzera griešana, kurai raksturīgas lielas un sarežģītas veidņu formas ātras un zemas izmaksas. Astoņdesmitajos gados Nakagawa Weixiong pētniecības laboratorija Japānā piemēroja plānas metāla loksnes LOM tehnoloģiju, lai realizētu daudzslāņu ātru metāla veidņu ražošanu. Pēc izstrādes lokšņu metāla LOM tehnoloģija tiek pakāpeniski piemērota lielām iekšējām un ārējām apdares veidnēm, piemēram, automašīnām, un iesmidzināšanas veidņu ar sarežģītu plūsmas ceļu ražošanai.
