金屬粉末激光快速成形技術(shù),又稱激光直接金屬快速成形技術(shù),它是在快速原型RP (Rapid Prototyping)技術(shù)和激光熔覆技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù),能將計(jì)算機(jī)生成的三維模型直接制造出來,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高性能金屬零件的無模具快速成形。該技術(shù)不僅可用于直接快速制造具有一定機(jī)械強(qiáng)度、能承受較大力學(xué)載荷的金屬零件,也可用于零件上具有復(fù)雜形狀、一定深度制造缺陷、誤加工或服役損傷的修復(fù)和再制造,以及大量投產(chǎn)前的設(shè)計(jì)修改,顯著地縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本,同時(shí)能提高材料的利用率、降低能耗。
1 金屬粉末激光快速成形技術(shù)的基本原理
金屬粉末快速成形技術(shù)的基本原理,是先由CAD軟件產(chǎn)生零件實(shí)體模型,然后由分層軟件對(duì)CAD 實(shí)體模型按照一定的厚度進(jìn)行分層切片處理,獲取各截面的幾何信息,然后根據(jù)切片輪廓設(shè)計(jì)出掃描軌跡,并將其轉(zhuǎn)化成NC 工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)指令。成形時(shí)具有一定功率密度的激光束照射到基材表面形成熔池,同時(shí)金屬粉末由送粉器送出,經(jīng)送粉管路輸送到同軸送粉頭并進(jìn)入熔池形成熔覆層,根據(jù)CAD 給定的各層截面的路徑規(guī)劃,在NC 的控制下使送粉頭相對(duì)于工作臺(tái)運(yùn)動(dòng),將金屬材料逐層掃描堆積,最后制造出金屬實(shí)體零件。為防止某些金屬在成形的過程中氧化,以上過程可在一個(gè)氣氛可控的保護(hù)箱中進(jìn)行,或采用其它手段來進(jìn)行保護(hù),使激光成形過程中的金屬不被氧化。
2 金屬粉末激光快速成形技術(shù)的特點(diǎn)
由于采用離散/堆積成形的思想,與其它傳統(tǒng)制造技術(shù)相比,金屬粉末激光快速成形技術(shù)有以下突出優(yōu)點(diǎn):
?、僦圃爝^程具有高度的柔性;
?、谏a(chǎn)周期短,加工效率高;
?、劬哂泻芨叩脑O(shè)計(jì)靈活性,真正意義上實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、智能化和并行化制造;
?、艹尚尾牧蠌V泛,可實(shí)現(xiàn)多種材料以任意方式復(fù)合的成形技術(shù);
⑤所制造的零件具有較高的綜合力學(xué)性能,強(qiáng)度高,耐腐蝕性好;
⑥應(yīng)用范圍廣,不僅可以用于金屬零件的快速制造,而且還可用于再制造工程中大型金屬零件的立體修復(fù)。
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