北京激光切割加工,北京不锈钢加工
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激光工程化净成形技术

                          来源:奥康盛泰 发布时间:2012-02-22 作者:北京激光切割加工

1.引言
      激光工程化净成形技术(Laser?Engineered?Net?Shaping,LENS)是一种新的快速成形技术,它由美国Sandia国立实验室首先提出,也有资料将LENS译成“激光近形制造技术”或者“激光近净成形技术”。它将选择性激光烧结(SLS)技术和激光熔覆(LaserCladding)技术相结合,快速获得致密度和强度均较高的金属零件。
     选择性激光烧结技术的工作原理如下:首先在计算机上通过CAD软件生成零件的CAD实体模型,并且将该实体模型离散化生成STL文件;然后利用切片软件读取STL文件,将零件切成一系列薄层,并生成每一层的扫描轨迹;最后在活塞工作台上逐层铺上金属粉末,用相应的每层扫描轨迹控制激光束对金属粉末进行扫描烧结,形成所需形状的金属零件。
     通过选择性激光烧结得到的金属零件实际上是密度和强度都很低的多孔金属零件。要提高这种多孔金属零件的强度,必须采用浸渗树脂、低熔点金属或热等静压等后处理方法。但这些后处理方法既改变了金属零件的性能和精度,又延长了零件加工的时间,从而失去快速成形技术的特色。

     激光熔覆技术是材料表面改性技术的一种重要方法,它是利用高能密度激光束将具有不同成分、性能的合金与基材表面快速熔化,在基材表面形成与基材具有完全不同成分和性能的合金层的快速凝固过程。激光熔覆可以通过两种方法完成:其一是预先放置松散粉末涂层,然后用激光重熔;其二是在激光处理时,采用气动喷注法把粉末注入熔池中。激光熔覆技术的本质是利用高功率激光将金属粉末直接加热至熔化,从而形成材料间的冶金结合。激光熔覆形成的材料组织致密、性能优良。
     激光工程化净成形技术将选择性激光烧结技术和激光熔覆技术相结合,既保持了选择性激光烧结技术成形零件的优点,又克服了其成形零件密度低、性能差的缺点。它最大的特点是制作的零件密度高、性能好,可作为结构零件使用。该技术的缺点是需使用高功率激光器,设备造价昂贵;成形时热应力较大,成形精度不高。
    目前,激光工程化净成形技术可用于制造成形金属注射模、修复模具和大型金属零件、制造大尺寸薄壁形状的整体结构零件,也可用于加工活性金属如钛、镍、钽、钨、铼及其它特殊金属。
    2.激光工程化净成形系统的组成
    激光工程化净成形技术是选择性激光烧结技术和激光熔覆技术的结合,因此其工作原理及系统的组成与选择性激光烧结技术相似。本实验所设计的激光工程化净成形系统共由四部分组成:计算机、高功率激光器、活塞式铺粉器和X—Y工作台
   (1)计算机
    在激光工程化净成形系统中,计算机将参与零件成形全部过程,该过程包括两个阶段:①成形准备阶段。建立零件的CAD实体模型,并将该CAD实体模型转换成STL文件,对零件的STL文件进行切片处理,生成一系列具有一定厚度的薄层及每一薄层的扫描轨迹;②成形加工阶段。对系统中各部件(包括激光器光闸、校正光开关、保护气气阀、铺粉电机、活塞电机以及X—Y工作台电机等等)进行统一指令下的有序控制,完成金属零件的加工过程。

                                                            下一篇激光焊接专用焊丝的使用

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