1) Processus de moulage indirect au laser
1 Le processus d'appareil de lithographie stéréo (SLA) consiste à utiliser un faisceau laser UV couche par couche pour numériser l'adhésif photopolymérisable afin de former une pièce solide tridimensionnelle. En 1986, 3D Systems des États-Unis a lancé le prototype commercial SLA-1. La précision d'usinage la plus élevée du processus SLA peut atteindre 0,05 mm. 2Le processus de fabrication d'objets laminés (LOM) utilise des matériaux en couches minces, tels que du papier, des films plastiques, etc., qui ont été développés avec succès par Helisys aux États-Unis en 1986. La pièce solide produite en couches est obtenue par des découpes et des matériaux répétés au laser CO2. collage. Le procédé LOM se caractérise par sa capacité à fabriquer de grandes pièces avec une précision de 0,1 mm. 3 Le processus de frittage laser sélectif (SLS) est formé par un matériau en poudre. Il a été développé avec succès par l'Université du Texas à Austin en 1989. Il est scanné sélectivement et couche par couche avec un laser CO2 à haute intensité. La poudre de matériau forme une pièce à travailler en trois dimensions, et le plus grand avantage du processus SLS est que la sélection de matériaux est vaste.
En raison du long temps de développement et de la technologie relativement mature, les trois technologies de prototypage rapide ci-dessus ont été largement utilisées au pays et à l'étranger. Cependant, la pièce en trois dimensions formée par le procédé ci-dessus ne peut pas être directement utilisée comme moule et doit être soumise à un traitement ultérieur, c'est pourquoi elle est appelée un processus de moulage indirect au laser. Les principales méthodes de traitement sont les suivantes: (1) Le prototypage rapide de la pièce est utilisé comme moule. Le moule en papier fabriqué par LOM est directement remplacé par le moule en bois de moulage au sable par traitement de surface; ou le moule en papier fabriqué par LOM est directement utilisé comme moule en alliage à bas point de fusion, moule d'injection par traitement de surface, ou moule de formage du moule en cire en coulée de cire perdue. La pièce fabriquée par SLS est utilisée comme moule métallique après infiltration de cuivre. 2 Utilisation d'une pièce formée rapidement comme moule principal pour couler du caoutchouc de silicone, de la résine époxy, du polyuréthane et d'autres matériaux pour fabriquer un moule souple. 3 Utilisez une pièce à formage rapide pour retourner le moule dur. L'une consiste à fabriquer directement un moule à base de papier avec LOM, puis à former un moule métallique par pulvérisation et polissage à l'arc métallique de surface; l'autre est un moule de support dur à surface métallique. Le moule dur ci-dessus peut être utilisé pour le moulage au sable, le moulage de mousse perdue, le moulage par injection et le moulage par traction simple non en acier.
Le processus de moulage indirect au laser mentionné ci-dessus est utilisé pour fabriquer le moule, ce qui évite le processus de découpe mécanique compliqué et garantit la précision du moule, et peut considérablement réduire le temps de moulage et économiser les coûts de moulage. Pour le moule de précision de forme complexe, les avantages sont particulièrement saillants. Cependant, il y a encore des lacunes dans la durée de vie relativement courte du moule, de sorte que le moule de formage indirect au laser ci-dessus est plus approprié pour la production de petits lots.
2) Processus de moulage direct au laser
La technologie de fusion laser sélective (SLM) est basée sur la technologie de frittage laser sélectif (SLS). Les caractéristiques du SLM sont les suivantes: (1) utiliser un faisceau laser à faible densité de puissance élevée pour traiter le métal, de sorte que les pièces métalliques ont une précision dimensionnelle de 0,1 mm; (2) les pièces en métal fondu ont des entités métallurgiques liées, et la densité relative peut atteindre presque 100%, améliorant considérablement les performances des pièces métalliques; (3) Étant donné que le diamètre du spot laser est petit, il est possible de faire fondre des métaux à point de fusion élevé à une puissance inférieure, ce qui permet de fabriquer des pièces avec un seul composant de poudre métallique. La figure 2 montre les pièces entièrement métalliques fabriquées par la société allemande EOSGmbH en utilisant le procédé de fusion laser sélective (SLM).
La technologie de prototypage rapide à revêtement laser multicouche (ou tridimensionnel / tridimensionnel) est une technologie de fabrication de haute technologie développée sur la base d'une technologie de prototypage rapide combinée à une technologie de revêtement laser à alimentation synchrone, dont l'essence est contrôlée par ordinateur Revêtement laser 3D. En raison des caractéristiques de solidification rapide du revêtement laser, les pièces métalliques produites ont une structure dendritique uniforme et fine et une excellente qualité, et leur densité et leurs performances sont comparables à celles des pièces métalliques conventionnelles. Le revêtement multicouche laser a développé une variété de méthodes, dont la plus représentative est la technologie de prototypage rapide de pièces métalliques appelée LaserEngineered NetShaping (LENS) développée par Sandia National Laboratories. L'acier inoxydable, l'acier maraging, le superalliage à base de nickel, l'acier à outils, l'alliage de titane, le matériau magnétique et le composé intermétallique nickel-aluminium ont été fabriqués avec succès par cette méthode, et la densité des pièces est proche de 100%.
La technologie de fusion sélective au laser (SLM) et la technologie de formation de filets au laser (LENS) ont été industrielles et académiques en raison de la compacité des pièces formées, de la structure métallurgique liée et de la haute précision, et de la longue durée de vie du moule fini. L'attention générale du monde a introduit une variété de prototypes d'équipement à l'étranger, et certains ont même commencé à être commercialisés; et les recherches et applications nationales actuelles n'en sont encore qu'à leurs balbutiements.
En outre, il existe une technologie de fabrication en couches (LOM) pour les pièces métalliques basée sur la découpe fine au laser, qui a les caractéristiques de fabriquer rapidement et à faible coût des formes de moules grandes et complexes. Dans les années 1980, le laboratoire de recherche de Nakagawa Weixiong au Japon a appliqué la technologie LOM de tôles minces pour réaliser la fabrication rapide en couches de moules métalliques. Après le développement, la technologie LOM en tôle a été progressivement appliquée aux grands moules de garniture intérieure et extérieure tels que les automobiles et la fabrication de moules d'injection avec des voies d'écoulement complexes.
