激光燒結(jié)laser sintering,以激光為熱源對粉末壓坯進(jìn)行燒結(jié)的技術(shù)。對常規(guī)燒結(jié)爐不易完成的燒結(jié)材料,此技術(shù)有獨特的優(yōu)點。由于激光光束集中和穿透能力小,適于對小面積、薄片制品的燒結(jié)。易于將不同于基體成分的粉末或薄片壓坯燒結(jié)在一起。
利用激光可實現(xiàn)高熔點金屬和陶瓷的黏結(jié)。與其他快速成型技術(shù)相比,激光燒結(jié)制備的部件,具有性能好、制作速度快、材料多樣化,成本低等特點。歐美日等地已經(jīng)逐漸認(rèn)可激光燒結(jié)為下一代快速制造技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。 激光燒結(jié)是如何工作的 ? 自從二十世紀(jì)九十年代早期,激光燒結(jié)就成為產(chǎn)品開發(fā)的一項成功的工具。作為快速原型設(shè)計理念的技術(shù)解決方案,基于三維 CAD 數(shù)據(jù)它能夠在幾天內(nèi)就得到功能完全的原型,模具或模型,有助于大大減低投入市場的時間。該技術(shù)的改進(jìn)和相關(guān)知識的增加從許多方面擴大了它的使用范圍。目前,激光燒結(jié)是電子化制造的關(guān)鍵技術(shù),它直接從 CAD 文件進(jìn)行快速、靈活和劃算的生產(chǎn)。 激光燒結(jié)是一項分層加工制造技術(shù) , 這項技術(shù)的前提是物件的三維數(shù)據(jù)可用。而后三維的描述被轉(zhuǎn)化為一整套切片,每個切片描述了確定高度的零件橫截面。激光燒結(jié)機器通過把這些切片一層一層的累積起來,從而得到所要求的物件。在每一層,激光能量被用于將粉末熔化。借助于掃描裝置,激光能量被“打印”到粉末層上,這樣就產(chǎn)生了一個固化的層,該層隨后成為完工物件的一部分。下一層又在第一層上面繼續(xù)被加工,一直到整個加工過程完成。 塑料零件的加工 助聽器行業(yè)強烈的要求其產(chǎn)品能夠進(jìn)行定制。因為成功的助聽產(chǎn)品嚴(yán)重的依賴于它對耳道解剖學(xué)特性的適應(yīng),該工業(yè)不能提供任何大規(guī)模制造的產(chǎn)品。 利用激光燒結(jié)來生產(chǎn)助聽設(shè)備的過程如下: 1. 用蠟鑄件制作一個耳道解剖體的復(fù)制件。 2. 用掃描儀掃描這個蠟鑄件來得到三維數(shù)據(jù)。 3. 在三維數(shù)據(jù)中加入一個標(biāo)識碼,在激光燒結(jié)過程后可以用來幫助辨識得到的助聽器外殼。 4. 激光燒結(jié)外殼。 5. 將激光燒結(jié)的外殼和電子元件結(jié)合起來。 在助聽設(shè)備工業(yè),激光燒結(jié)已經(jīng)成為制造過程的選擇。制造過程以同樣的效率工作,而不管是一批相同的產(chǎn)品還是不同的(一次寫入性)產(chǎn)品。激光燒結(jié)系統(tǒng)的造型包絡(luò)中可以放置幾百個助聽器外殼,這樣一個晚上就能生產(chǎn)幾百個產(chǎn)品。電子化制造充分體現(xiàn)了它的潛力:在沒有兩個一樣的零件的情況下,可以直接利用三維 CAD 數(shù)據(jù)進(jìn)行制造過程是十分關(guān)鍵的功能。在產(chǎn)品生產(chǎn)的后期,該數(shù)據(jù)可以被重復(fù)使用來制造與原件幾何結(jié)構(gòu)一樣的備件,每個部件在外殼內(nèi)都有一個序列號,作為病人使用的辨別碼。 在激光燒結(jié)技術(shù)的現(xiàn)有水準(zhǔn)上,比較成熟的燒結(jié)機如德國EOS公司的P100,P395,P760等設(shè)備,每臺塑料激光燒結(jié)機器每年可以產(chǎn)出 100,000 個助聽器外殼。 Hammtronic 操縱桿“ Hi-Drive 智能驅(qū)動” FIT 公司成功的應(yīng)用了德國EOS公司的直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)( DMLS )。這個業(yè)務(wù)部門為一種提供了施工車輛提供了創(chuàng)新、復(fù)雜的操縱桿轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的快速開發(fā)和經(jīng)濟的小批量生產(chǎn)。操縱桿流水線包括了 15 個塑料組件和其他電子器件、機械裝置和開關(guān)。技術(shù)要求包括:在苛刻的施工現(xiàn)場中的高可靠性,復(fù)雜的幾何裝置要求塑料部件有高精度,此外由于要參加展會,要求的開發(fā)周期很短。 FIT 公司決定利用 DMLS 技術(shù)來構(gòu)造 14 項工具。利用激光燒結(jié)工具制造了超過 70,000 個注射制模生產(chǎn)的零件。另一個組件直接利用了塑料的激光燒結(jié)技術(shù)。整個運轉(zhuǎn)時間是九周,其中還有因為客戶設(shè)計上的變動帶來的三周的拖延。通過選擇激光燒結(jié)技術(shù)作為生產(chǎn)手段, FIT 公司能夠減低項目的成本,與傳統(tǒng)過程相比降低了 50% 。 利用激光燒結(jié)來進(jìn)行電子化制造在許多不同的工業(yè)已經(jīng)成為可行的方案。需要強調(diào)的重點是,該技術(shù)不僅在快速成型環(huán)境里可行,而且在多品種的復(fù)雜產(chǎn)品的一系列生產(chǎn)中也是可行的。在那些產(chǎn)品可以通過激光燒結(jié)技術(shù)進(jìn)行金屬或者塑料生產(chǎn)的領(lǐng)域,電子化制造的影響最大。通過避免工具加工帶來的時間和成本的消耗,利用激光燒結(jié)目標(biāo)產(chǎn)品使得某些工業(yè)與競爭行業(yè)相比,競爭優(yōu)勢得到提高。 正如上述的應(yīng)用實例,激光燒結(jié)通過提供快速的提供合適工具,可以促進(jìn)經(jīng)濟效益。如果所要求的工具復(fù)雜度很高,這項技術(shù)更顯出其優(yōu)勢。從 Hammtronic 操縱桿的例子可以看出,利用激光燒結(jié)來生產(chǎn)工具可以降低開發(fā)過程的寶貴時間。 激光燒結(jié)不僅是一項用于快速成型的有效工具,而且日益成為那些面對大量不同復(fù)雜產(chǎn)品的工業(yè)中制造工藝的選擇。 FIT 公司決定利用德國EOS公司的 DMLS 技術(shù)來構(gòu)造 14 項工具。利用激光燒結(jié)工具制造了超過 70,000 個注射制模生產(chǎn)的零件。另一個組件直接利用了塑料的激光燒結(jié)技術(shù)。整個運轉(zhuǎn)時間是九周,其中還有因為客戶設(shè)計上的變動帶來的三周的拖延。通過選擇激光燒結(jié)技術(shù)作為生產(chǎn)手段, FIT 公司能夠減低項目的成本,與傳統(tǒng)過程相比降低了 50% 。 利用激光燒結(jié)來進(jìn)行電子化制造在許多不同的工業(yè)已經(jīng)成為可行的方案。需要強調(diào)的重點是,該技術(shù)不僅在快速成型環(huán)境里可行,而且在多品種的復(fù)雜產(chǎn)品的一系列生產(chǎn)中也是可行的。在那些產(chǎn)品可以通過激光燒結(jié)技術(shù)進(jìn)行金屬或者塑料生產(chǎn)的領(lǐng)域,電子化制造的影響最大。通過避免工具加工帶來的時間和成本的消耗,利用激光燒結(jié)目標(biāo)產(chǎn)品使得某些工業(yè)與競爭行業(yè)相比,競爭優(yōu)勢得到提高。 正如上述的應(yīng)用實例,激光燒結(jié)通過提供快速的提供合適工具,可以促進(jìn)經(jīng)濟效益。如果所要求的工具復(fù)雜度很高,這項技術(shù)更顯出其優(yōu)勢。從 Hammtronic 操縱桿的例子可以看出,利用激光燒結(jié)來生產(chǎn)工具可以降低開發(fā)過程的寶貴時間。 激光燒結(jié)不僅是一項用于快速成型的有效工具,而且日益成為那些面對大量不同復(fù)雜產(chǎn)品的工業(yè)中制造工藝的選擇。
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