1) Laseri kaudne vormimisprotsess
1 Stereo-litograafiaseade (SLA) on UV-kiirguse abil laserkiire abil kihilt valgust kõveneva liimi skaneerimine, moodustades kolmemõõtmelise tahke tooriku. 1986. aastal tõi USA 3D Systems turule kaubandusliku prototüübi SLA-1. SLA-protsessi kõrgeim töötlemise täpsus võib ulatuda 0,05 mm-ni. 2LaminatedObject Manufacturing (LOM) protsessis kasutatakse õhukese kilega materjale, näiteks paberit, plastkilet jms, mille Ameerika Ühendriikides Helisys töötas edukalt välja 1986. aastal. Kihtidena toodetav tahke toorik saadakse korduval CO2 laserlõikamisel ja materjalil kinni. LOM-protsessi iseloomustab võime toota suuri toorikke täpsusega 0,1 mm. 3 Selektiivse laserpaagutamise (SLS) protsess moodustatakse pulbermaterjalist. Selle töötas edukalt välja Austini Texase ülikool 1989. See skaneeritakse valikuliselt ja kihtide kaupa suure intensiivsusega CO2 laseriga. Materjalipulber moodustab kolmemõõtmelise tooriku ja SLS-protsessi suurim eelis on see, et materjalivalik on lai.
Pika arendusaja ja suhteliselt küpse tehnoloogia tõttu on ülaltoodud kolme laserkiire prototüüpimise tehnoloogiat laialdaselt kasutatud nii kodu- kui välismaal. Ülaltoodud meetodil moodustatud kolmemõõtmelist toorikut ei saa aga otseselt vormina kasutada ja see tuleb hiljem töödelda, seetõttu nimetatakse seda kaudseks laservormimiseks laseriga. Peamised töötlemismeetodid on järgmised: (1) Vormina kasutatakse tooriku kiiret prototüüpimist. LOM-i valmistatud pabervorm asendatakse pinnatöötlusega otse liiva valava puiduvormiga; või LOM-i valmistatud pabervormi kasutatakse otse madala sulamistemperatuuriga sulamist vormina, pinnatöötluse teel sissepritsevormina või vahavormi vormimisvormina kaotatud vaha valamisel. SLS-i valmistatud toorikut kasutatakse pärast vase infiltratsiooni metallvormina. 2 Kiudvormitava osa kasutamine põhivormina silikoonkummi, epoksüvaigu, polüuretaani ja muude materjalide valamiseks pehme vormi saamiseks. 3 Kõva vormi keeramiseks kasutage kiiret vormi. Üks võimalus on teha otse paberil põhinev vorm LOM-iga ja seejärel vormida metallvorm pinna metallkaare pihustamise ja poleerimise teel; teine on metallist kõva alusvorm. Ülaltoodud kõva vormi saab kasutada liiva valamiseks, kaotatud vahu vormimiseks, survevalu ja lihtsa mitteterasest tõmbevormimiseks.
Vormi valmistamiseks kasutatakse ülalnimetatud laseri kaudset vormimisprotsessi, mis väldib keerulist mehaanilist lõikamisprotsessi ja tagab vormi täpsuse ning võib vormimisaega tunduvalt lühendada ja vormimiskulusid kokku hoida. Keeruka kujuga täppisvormi puhul on eelised eriti väljaulatuvad. Vormi suhteliselt lühikese eluea jooksul on siiski puudusi, nii et ülaltoodud laseriga kaudne vormvorm sobib paremini väikese partii tootmiseks.
2) Laseri otsene vormimisprotsess
Selektiivse lasersulamise (SLM) tehnoloogia põhineb selektiivsel laser-paagutamise (SLS) tehnoloogial. SLM-i omadused on: (1) metalli töötlemiseks suure võimsustihedusega väikese täppislaserkiire kasutamine, nii et metallosade mõõtmete täpsus on 0,1 mm; (2) sulametalldetailidel on metallurgiliselt seotud elemendid ja suhteline tihedus võib olla peaaegu kuni 100%, parandades oluliselt metallosade toimivust; (3) Kuna laserpunkti läbimõõt on väike, on kõrge sulamistemperatuuriga metalle võimalik sulatada madalama võimsusega, tänu millele on võimalik toota detaile metallipulbri ühe komponendiga. Joonis 2 näitab Saksamaa metalliettevõtteid EOSGmbH, kasutades selektiivset lasersulamist (SLM).
Mitmekihiline (või kolmemõõtmeline / kolmemõõtmeline) laserkatete otsene kiire prototüüpide valmistamise tehnoloogia on kõrgtehnoloogiline tootmistehnoloogia, mis on välja töötatud kiire prototüüpide valmistamise tehnoloogia ja sünkroonse söötmise laserkatetega tehnoloogia abil, mille põhiolemus on arvutiga juhitav 3D-laserkate. Laserkatte kiirete tahkestumisomaduste tõttu on toodetud metallosadel ühtlane ja peene dendriitstruktuur ning suurepärane kvaliteet ning nende tihedus ja tööomadused on võrreldavad tavaliste metalldetailide omadega. Mitmekihilistes laserkatetes on välja töötatud mitmesuguseid meetodeid, millest kõige esinduslikum on Sandia National Laboratoriesi välja töötatud metallosade kiire prototüüpimise tehnoloogia nimega LaserEngineered NetShaping (LENS). Selle meetodiga on edukalt valmistatud roostevabast terasest, martensiitterasest, niklil põhinevast supersulamist, tööriistaterasest, titaanisulamist, magnetilisest materjalist ja nikkel-alumiiniumist metallidevahelisest ühendist ning osade tihedus on peaaegu 100%.
Valikuline laserisulamise (SLM) tehnoloogia ja laseritehnoloogia võrkude moodustamise (LENS) tehnoloogia on olnud tööstuslikud ja akadeemilised tänu moodustatud osade kompaktsusele, metallurgilisele liimitud struktuurile ja suurele täpsusele ning valmisvormi pikale elueale. Maailma üldine tähelepanu on toonud välismaal kasutusele mitmesuguseid seadme prototüüpe ja mõnda neist on hakatud isegi turustama; ning praegused kodumaised uuringud ja rakendused on alles algusjärgus.
Lisaks sellele on laserosade peenel lõikamisel põhinev metalldetailide kihiline tootmistehnoloogia (LOM), millel on omadused valmistada suuri ja keerulisi vorme kiiresti ja odavalt. 1980. aastatel rakendas Jaapanis Nakagawa Weixiongi uurimislabor õhukese metallehe LOM-tehnoloogiat, et saavutada metallvormide kihiline kiire tootmine. Pärast arendamist on lehtmetalli LOM-tehnoloogiat järk-järgult rakendatud suurtes sise- ja välisviimistlusvormides, näiteks autodes, ning keerukate vooluteedega sissepritsevormide tootmisel.
