精铸模具制造技术

 　　精铸模具制造技术也称近形技术(LENS)，是在激光熔覆技术和快速原型技术的基础上发展起来的一种新技术。首先由CAD产生零件模型，用分层切片软件进行处理，获得各截面形状的信息参数，作为工作台进行移动的轨迹参数。工作台在计算机的控制下，根据几何形体各层截面的坐标数据进行移动的同时，用激光涂覆的方法将材料进行逐层堆积，最终形成具有一定外形的三维实体零件。使用聚焦激光辐照时形成的熔池很小，可制出外形精密的零件。因烧结点的大小和激光束的有效直径差不多，故零部件的壁厚可精确调节，减少了后处理工序。激光近形方法提高了设计的灵活性，通过改变CAD模型文件可方便经济地对修改补充零件，灵活改变零件不同部位的成分，使零件具有优异的综合性能。生产周期大大缩短，效率高。只要被加工材料对所用激光器的激光波长有低的反射率，就可用LENS法来处理。激光涂覆制造技术易实现选区熔覆，可以用来修复大的金属零件。无需制作昂贵的工模具，生产成本低镍基合金(Inconel625)进行了研究，采用了最高功率为3kW的CO2激光器和一套计算机数控的三维加工系统。使用这套设备生产出具有垂直和倾斜薄壁的金属部件。不论使用什么材料，对涂覆部分的结构检查均可发现其组织细小，其中有部分树枝晶结构。对材料的测试表明，涂覆零部件的密度近100%，抗拉强度和断裂强度与常规的金属板材类似家试验室已能用激光近形制造法生产多种材料的高密度金属零件，包括镍合金Inconel718、625、690等，不锈钢304和316，H13工具钢、钨、钛和磁性NdFeB等。通过变换激光模式、激光功率、沉积速率、坐标轴数和金属运送方式可得到优化的制造速率、零件密度、晶粒结构和表面质量。该试验室生产的Ti-6Al-4V零件紧实度达99.996%，延伸率和强度与传统方法相比均送粉器的系统中完成，该加工间能加工在氩保护气氛下的大尺寸零件，精铸模具，这对极易与氧和氮反应的钛是极其关键的。对商业化纯钛、Ti-6Al-4V和Ti-5Al-2.5Sn的机械性能和组分分析研究表明，激光快速成型零件能满足使用需求。 的复杂形状、多品种、小批量的零件，所成型零件致密度高，具有快速凝固组织特征，能满足直接使用要求，在航天器件、飞机发动机零件及武器零件的制备上具有广阔的应用前景。还可通过改变成型材料，得到不同部位由不同材料组成的零件，与计算机相结合，发展材料的智能制备系统。