【正文】 ?激光近成型技術(shù)基本原理 ?是在計算機中生成零件的三維 CAD模型，然后將該模型按照一定的厚度分層“切片”，即將零件的三維數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成一系列的二維輪廓信息，再由金屬粉送進系統(tǒng)向被激光熱能熔化了的在墊板上形成的金屬熔池噴射金屬粉，按照二維輪廓軌跡在沉積墊板上逐層堆積金屬粉末材料，光斑離開后金屬粉末凝固成型，最終形成致密的三維金屬模件。 保護氣氛系統(tǒng) 是為了防止金屬粉末在激光成型中發(fā)生氧化，降低沉積層的表面張力，提高層與層之間的浸潤性，同時有利于提高工作環(huán)境的安全。 硬 模 ?ExpressToolTM法快速制模技術(shù) ?該制模技術(shù)是 Hasbro玩具公司與 Laser Fare公司合作開發(fā)的一種制作具有共形冷卻道的鎳 銅殼（ NiCu/CCC）模具的技術(shù)。 硬 模 ?ExpressToolTM法制模工藝流程 ?原型制作與噴涂 ?用 CAD軟件設計模型 ， 并用機加工或快速原型方法制作原型 ， 且對原模進行涂覆處理 。 ?設置共形冷卻道 – 置冷卻道于鎳殼的背面，并彎曲冷卻道，以便使其與注塑件的主輪廓形狀共形，如圖 c所示。當注射壓力超過 70MPa時，可用鋼做背襯。 ?易于設置共形冷卻道 – 由于能設置共形冷卻道，使模具上的熱點數(shù)量減少，模面的溫度分布與塑料工件的收縮更均勻，誘發(fā)的應力小，工件的翹曲變形小，能縮短注塑循環(huán)周期 。 ?抗腐蝕性能好 – 由于模具表面為電鑄鎳，與傳統(tǒng)模具鋼相比，它能更好地抵抗化學腐蝕。 激光束選擇性地燒結(jié)砂粉 ， 這樣一層一層建立模具； ? 滲透硅酸鹽溶液 ， 在 200℃ 溫度下 ， 加熱 2h， 以改善模具的強度 、 表面粗糙度和密度 。機械性能較好，生產(chǎn)周期短，模具壽命可達 1000－ 30000件 ?此法可制作注塑模具和沖壓模具，但是為了提高制件的表面質(zhì)量和機械性能需要進行時效處理，增加了制模時間。 模型準備中最重要的是 涂抹脫模劑 。 ?制作模具框架 – 如果模具在工作中要受到內(nèi)壓力或模具必須安裝在成型機上工作 ， 模具必須有骨架結(jié)構(gòu)且制成的骨架應帶有填料 。 環(huán)氧樹脂使?jié)沧⒉牧吓c噴涂殼體 、 模具框架有很高的結(jié)合強度 ， 有色金屬粉末可以提高模具的導熱性能 ， 為提高模具的抗磨損性能可在填料中加入鐵粉 ， 另外在澆注填充材料時 可安放冷卻管 ， 加強模具的散熱性能 。 硬 模 ?基于快速原型的噴涂法 ?基本過程 硬 模 1. 先把模型按上 、 下模分型面準確地放置在底板上 ， 并用毛刷在模型表面 均勻地涂一層脫模劑 (如圖 a所示 )； 2. 待脫模劑成膜后 ， 在模型表面開始 噴涂金屬 ， 一直達到所需的涂層 厚度 為止 (如圖 b所示 )； 3. 把準備好的 金屬框架 放好 ， 框架與底板之間必須密封 ， 這樣在倒入填料時才不會泄漏 ， 然后 澆注填充材料 (如圖中 c所示 )； 4. 待澆注液 固化 后 ， 將半模 倒轉(zhuǎn) ， 移去底板和可塑性材料 (如圖 d所示 )； 5. 重復 a） 、 b） 、 c） 、 d） 便可制作另一半模具 (如圖 e、 f、 g所示 )。 ? 在模型上涂上細的 、 難熔的 顆粒 ， 得到熔模鑄造用的 殼體 ? 燒去 SLA模型 ， 在 SLA得到的模型上都預留有孔洞 ， 所以將 3步得到的包裹有 SLA樹脂件的陶瓷殼放入爐中焙燒時 ， 其中的樹脂將熔化從預留的孔洞中流出 ， 從而得到陶瓷殼體； ? 此時得到的陶瓷殼體強度很低 ， 所以要將其轉(zhuǎn)移到另一爐中 燒制 ， 得到有一定強度的陶瓷殼 ； ? 澆注金屬液到殼體； ? 去除陶瓷殼 ， 分離出金屬件 。 ? 利用 SLA系統(tǒng)上得到 原型件 。 脫模后要把殘余在金屬涂層表面的脫模劑清洗干凈 。 硬 模 ?基于快速原型的噴涂法 ?基本過程 ?澆注模具的填充材料 – 由于在塑料制品生產(chǎn)中 ， 要求模具有良好的導熱 、 散熱能力 ， 因此在選擇澆注填充材料時 ， 應使填充材料具有 較高的熱導率 和 較低的凝固收縮率 ， 同時模具在一定的溫度和壓力下工作 ， 所以要求填充材料應具有 較高的抗壓強度 和耐磨 性能 。 將脫模劑均勻地涂在模型表面 ，并使其干燥成膜 。 以這種金屬涂層作為模具的型腔表面 ， 背襯加固并設置相應的鋼結(jié)構(gòu)后就形成了簡易的快速經(jīng)濟模具 。 硬 模 ?基于快速原型的噴涂法 ?金屬噴射沉積 模是根據(jù)快速凝固工藝（ RSP， Papid Solidification Process）來得到模具的一種方法。 ?易于修補 – 模具表面磨損后，可再用電鑄的方法進行修補。 ?電鑄的鎳殼精度高 – 電鑄能復制 ，幾乎可達到零均值收縮。穿過背襯層／銅層／鎳殼，鉆推料孔。 硬 模 ?ExpressToolTM法快速制模技術(shù) ?ExpressToolTM法制模工藝流程 （續(xù)） ?澆注背襯 – 對原型 鎳殼 銅層 冷卻道構(gòu)成的組合件加背襯，如圖 e所示。 ?ExpressToolTM法快速制模技術(shù) ?ExpressToolTM法制模工藝流程 （續(xù)） ?電鑄鎳層 – 將已涂覆的原型作陰極，鎳作陽極，在鎳電鑄槽中，進行電鑄鎳殼，如圖 b所示。其核心是采用了電鑄鎳 銅復合殼，以及共形冷卻道。 ?LENSTM激光近成型工藝一般用來 制造高密度的鑄模 ，下圖是通過 LENSTM制造的一些鑄模。 硬 模 ?激光近成型技術(shù) ?激光近成型技術(shù)工藝特點 ?加工成本低，沒有前后的加工處理工序； ?所選熔覆 材料廣泛 ，且可以使模具有更長的使用壽命； ?幾乎是 一次近成形 ，材料利用率高； ?準確定位 且 面積較小的激光熱加工區(qū)以及熔池 可以得以 快速冷卻 ，是 LENSTM激光近成型系統(tǒng)最大的特點，一方面可以減少對工作底層的影響，另一方面可以保證所成型的部分有精細的微觀組織結(jié)構(gòu)，成型件致密，保證有足夠好的強度和韌性。 ?激光近成型技術(shù) ?激光近成型技術(shù)（ Laser Engineered Net Shaping, LENSTM）是將 激光熔覆技術(shù) 和 快速原型及制造技術(shù)相結(jié)合 的一種先進的制造技術(shù)。 牌號為 50V2的 DirectSteel合金粉末，可以用來制作小批量的功能原型件，其模具除了有較好的機械性能外，還具有極好的精度和表面光潔度。 187。在其表面滲透一層高溫環(huán)氧樹脂，或者滲入低熔點金屬（如錫），可以得到比較好的效果，可以用作注塑模、壓鑄模等。不同的是該工藝材料使用范圍極其有限，所用材料為 純金屬粉末 ，燒結(jié)坯不是靠有機粘結(jié)劑來粘結(jié)，而是靠金屬粉末的 擴散而粘結(jié) 在一起的，所以其燒結(jié)的激光器所需功率比較大，一般至少在 200W以上。 ?缺點 – 是在 1120℃ 滲銅時會因 高溫導致制件變形 。繼續(xù)將鋼骨架半成品放入充以 70%氮氣和 30%氦氣的加熱爐內(nèi)，并在適當位置擺設銅磚，之后，升溫至銅的熔點以上，低碳鋼顆粒的熔點之下，大約1120℃ 時，在制品下面的銅磚開始熔化并因毛細管現(xiàn)象滲入鋼骨架中因粘結(jié)劑蒸發(fā)所遺留下來的空隙，得到無孔隙的全致密的模具。爐溫大約在 700℃ 時， 粘結(jié)劑幾乎全部被去除 。 粘結(jié)劑熔化后使鋼粉顆粒固定在一起成為半成品 。 硬 模 a) Keltool型腔 b) Keltool型腔固定于模架上 ?Rapid toolTM法快速制模技術(shù) ?RapidToolTM法制模技術(shù)也稱為 間接金屬粉末激光燒結(jié)制模 ，是由美國 DTM公司開發(fā)的一種用于快速模具的粉末成型技術(shù)。 硬 模 ?KeltoolTM法快速制模技術(shù) ?KeltoolTM法的 工藝特點 ?所需材料要求粒度較細，且對粘結(jié)劑的粘結(jié)性、流動性、固化性等性能有很嚴格的要求。 硬 模 ?KeltoolTM法快速制模技術(shù) ?KeltoolTM法的工藝特點 ?以 KeltoolTM制成的耐用鋼模材料為 70% A6工具鋼 粉末及 碳化鎢 和 30%銅 ， A6模鋼有良好的抗磨和低扭曲性，而碳化鎢的硬度和耐久性極佳，銅原料則能夠提高強度和導熱率。 – 精細的 WC顆粒能填充較大 A6工具鋼顆粒之間的空隙。由此工藝所制得的金屬鋼質(zhì)硬模一般為 70%的雙形態(tài)混合金屬和 30%的銅，其硬度可以因雙形態(tài)混合金屬的成分不同而不同。 橋 模 ?SLA成形的樹脂殼－鋁填充環(huán)氧樹脂背