精鑄模具制造技術

 　　精鑄模具制造技術也稱近形技術(LENS)，是在激光熔覆技術和快速原型技術的基礎上發展起來的一種新技術。首先由CAD產生零件模型，用分層切片軟件進行處理，獲得各截面形狀的信息參數，作為工作臺進行移動的軌跡參數。工作臺在計算機的控制下，根據幾何形體各層截面的坐標數據進行移動的同時，用激光涂覆的方法將材料進行逐層堆積，最終形成具有一定外形的三維實體零件。使用聚焦激光輻照時形成的熔池很小，可制出外形精密的零件。因燒結點的大小和激光束的有效直徑差不多，故零部件的壁厚可精確調節，減少了后處理工序。激光近形方法提高了設計的靈活性，通過改變CAD模型文件可方便經濟地對修改補充零件，靈活改變零件不同部位的成分，使零件具有優異的綜合性能。生產周期大大縮短，效率高。只要被加工材料對所用激光器的激光波長有低的反射率，就可用LENS法來處理。激光涂覆制造技術易實現選區熔覆，可以用來修復大的金屬零件。無需制作昂貴的工模具，生產成本低鎳基合金(Inconel625)進行了研究，采用了最高功率為3kW的CO2激光器和一套計算機數控的三維加工系統。使用這套設備生產出具有垂直和傾斜薄壁的金屬部件。不論使用什么材料，對涂覆部分的結構檢查均可發現其組織細小，其中有部分樹枝晶結構。對材料的測試表明，涂覆零部件的密度近100%，抗拉強度和斷裂強度與常規的金屬板材類似家試驗室已能用激光近形制造法生產多種材料的高密度金屬零件，包括鎳合金Inconel718、625、690等，不銹鋼304和316，H13工具鋼、鎢、鈦和磁性NdFeB等。通過變換激光模式、激光功率、沉積速率、坐標軸數和金屬運送方式可得到優化的制造速率、零件密度、晶粒結構和表面質量。該試驗室生產的Ti-6Al-4V零件緊實度達99.996%，延伸率和強度與傳統方法相比均送粉器的系統中完成，該加工間能加工在氬保護氣氛下的大尺寸零件，精鑄模具，這對極易與氧和氮反應的鈦是極其關鍵的。對商業化純鈦、Ti-6Al-4V和Ti-5Al-2.5Sn的機械性能和組分分析研究表明，激光快速成型零件能滿足使用需求。 的復雜形狀、多品種、小批量的零件，所成型零件致密度高，具有快速凝固組織特征，能滿足直接使用要求，在航天器件、飛機發動機零件及武器零件的制備上具有廣闊的應用前景。還可通過改變成型材料，得到不同部位由不同材料組成的零件，與計算機相結合，發展材料的智能制備系統。