1) Quá trình đúc gián tiếp bằng laser
1 Quá trình Thiết bị in thạch bản âm thanh nổi (SLA) là sử dụng lớp tia laser UV theo từng lớp để quét chất kết dính ánh sáng để tạo thành phôi rắn ba chiều. Năm 1986, Hệ thống 3D của Hoa Kỳ đã ra mắt nguyên mẫu thương mại SLA-1. Độ chính xác gia công cao nhất của quy trình SLA có thể đạt 0,05mm. Quá trình sản xuất 2L nhiều lớp (LOM) sử dụng vật liệu màng mỏng, chẳng hạn như giấy, màng nhựa, v.v., được Helisys tại Hoa Kỳ phát triển thành công vào năm 1986. Phôi rắn được sản xuất theo lớp được lấy bằng vật liệu cắt laser CO2 lặp đi lặp lại gắn bó. Quá trình LOM được đặc trưng bởi khả năng sản xuất phôi lớn với độ chính xác 0,1 mm. 3 Quá trình thiêu kết laser chọn lọc (SLS) được hình thành bằng vật liệu bột. Nó được phát triển thành công bởi Đại học Texas tại Austin vào năm 1989. Nó được quét chọn lọc và từng lớp bằng laser CO2 cường độ cao. Bột vật liệu tạo thành một phôi ba chiều, và lợi thế lớn nhất của quy trình SLS là lựa chọn vật liệu rộng rãi.
Do thời gian phát triển dài và công nghệ tương đối trưởng thành, ba công nghệ tạo mẫu nhanh bằng laser ở trên đã được sử dụng rộng rãi trong và ngoài nước. Tuy nhiên, phôi ba chiều được hình thành bằng phương pháp trên không thể được sử dụng trực tiếp làm khuôn và cần phải được xử lý tiếp theo, vì vậy nó được gọi là quá trình đúc gián tiếp bằng laser. Các phương pháp xử lý chính như sau: (1) Tạo mẫu nhanh của phôi được sử dụng làm khuôn. Khuôn giấy do LOM sản xuất được thay thế trực tiếp bằng khuôn gỗ đúc cát bằng cách xử lý bề mặt; hoặc khuôn giấy do LOM sản xuất được sử dụng trực tiếp làm khuôn hợp kim có điểm nóng chảy thấp, khuôn phun bằng cách xử lý bề mặt hoặc khuôn hình thành khuôn sáp trong quá trình đúc sáp bị mất. Các phôi được chế tạo bởi SLS được sử dụng làm khuôn kim loại sau khi thấm đồng. 2 Sử dụng một bộ phận hình thành nhanh chóng làm khuôn chủ để đúc cao su silicon, nhựa epoxy, polyurethane và các vật liệu khác để tạo ra một khuôn mềm. 3 Sử dụng bộ phận tạo hình nhanh để biến khuôn cứng. Một là trực tiếp làm khuôn bằng giấy với LOM, và sau đó tạo thành khuôn kim loại bằng cách phun và đánh bóng hồ quang kim loại bề mặt; cái kia là khuôn mặt cứng bằng kim loại. Khuôn cứng ở trên có thể được sử dụng để đúc cát, đúc bọt bị mất, đúc phun và đúc kéo không thép đơn giản.
Quá trình đúc gián tiếp bằng laser nói trên được sử dụng để chế tạo khuôn, giúp tránh quá trình cắt cơ học phức tạp và đảm bảo độ chính xác của khuôn, và có thể rút ngắn đáng kể thời gian đúc và tiết kiệm chi phí đúc. Đối với khuôn chính xác hình dạng phức tạp, ưu điểm là đặc biệt nhô ra. Tuy nhiên, vẫn còn những thiếu sót trong tuổi thọ tương đối ngắn của khuôn, vì vậy khuôn tạo hình gián tiếp bằng laser ở trên phù hợp hơn cho sản xuất hàng loạt nhỏ.
2) Quá trình đúc trực tiếp bằng laser
Công nghệ chọn lọc Laser Melting (SLM) dựa trên công nghệ thiêu kết laser chọn lọc (SLS). Các đặc điểm của SLM là: (1) sử dụng mật độ năng lượng cao, chùm tia laser điểm nhỏ để xử lý kim loại, sao cho các bộ phận kim loại có độ chính xác kích thước là 0,1 mm; (2) các bộ phận làm bằng kim loại nóng chảy có các thực thể ngoại quan luyện kim và mật độ tương đối có thể lên tới gần 100%, cải thiện đáng kể hiệu suất của các bộ phận kim loại; (3) Do đường kính điểm laser nhỏ, có thể làm nóng chảy các kim loại nóng chảy cao ở công suất thấp hơn, có thể chế tạo các bộ phận với một thành phần duy nhất là bột kim loại. Hình 2 cho thấy các bộ phận hoàn toàn bằng kim loại được sản xuất bởi công ty EOSGmbH của Đức bằng cách sử dụng quy trình nấu chảy laser chọn lọc (SLM).
Công nghệ tạo mẫu nhanh trực tiếp nhiều lớp (hoặc ba chiều / ba chiều) bằng laser là công nghệ sản xuất công nghệ cao được phát triển trên cơ sở công nghệ tạo mẫu nhanh kết hợp với công nghệ phủ laser cho ăn đồng bộ, bản chất được điều khiển bằng máy tính Tấm ốp laser 3D. Do các đặc tính hóa rắn nhanh chóng của lớp phủ laser, các bộ phận kim loại được sản xuất có cấu trúc đuôi gai đồng đều và mịn và chất lượng tuyệt vời, mật độ và hiệu suất của chúng tương đương với các bộ phận kim loại thông thường. Tấm ốp nhiều lớp bằng laser đã phát triển nhiều phương pháp, đại diện nhất trong số đó là công nghệ tạo mẫu nhanh của các bộ phận kim loại có tên là LaserEngineered NetShaping (LENS) do Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia phát triển. Thép không gỉ, thép marning, superalloy dựa trên niken, thép công cụ, hợp kim titan, vật liệu từ tính và hợp chất intermetallic nhôm-niken đã được chế tạo thành công bằng phương pháp này, và mật độ của các bộ phận là gần 100%.
Công nghệ nấu chảy laser chọn lọc (SLM) và công nghệ tạo lưới kỹ thuật laser (LENS) đã được công nghiệp và học thuật do sự nhỏ gọn của các bộ phận hình thành, cấu trúc liên kết luyện kim và độ chính xác cao, và tuổi thọ dài của khuôn thành phẩm. Sự chú ý chung của thế giới đã giới thiệu một loạt các nguyên mẫu thiết bị ở nước ngoài, và một số thậm chí đã bắt đầu được thương mại hóa; và các nghiên cứu và ứng dụng trong nước hiện tại vẫn còn ở giai đoạn sơ khai.
Ngoài ra, có một công nghệ sản xuất nhiều lớp (LOM) cho các bộ phận kim loại dựa trên cắt laser tốt, có đặc tính sản xuất các hình dạng lớn và phức tạp của khuôn một cách nhanh chóng và chi phí thấp. Vào những năm 1980, Phòng thí nghiệm nghiên cứu Nakagawa Weixiong tại Nhật Bản đã áp dụng công nghệ LOM tấm kim loại mỏng để hiện thực hóa việc sản xuất khuôn kim loại nhanh chóng. Sau khi phát triển, công nghệ LOM kim loại tấm đã dần được áp dụng cho các khuôn trang trí nội ngoại thất lớn như ô tô và sản xuất khuôn phun với đường dẫn dòng chảy phức tạp.
