當(dāng)一個(gè)模制的猩肪、鍛制的、壓鑄的或沖壓的零件改變設(shè)計(jì)時(shí),用于制造這些零件的模具也需要改變。直至最近,在對(duì)一個(gè)模具進(jìn)行重大改變中涉及的困難和花費(fèi),經(jīng)常使得制造一個(gè)新的比修改一個(gè)舊的更具成本效益宪巨。但是,通過使用結(jié)合激光和粉末金屬的過程,便能改變這個(gè)方程式。

這過程可稱為激光粉末熔接溜畅、激光粉末淀積捏卓、直接金屬淀積或粉末金屬淀積,用一種高能激光,在基底表面,例如一個(gè)模具的表面,產(chǎn)生一個(gè)小的熔化池,同時(shí)一個(gè)匯聚的細(xì)磨金屬顆粒流注入熔融池,以增加材料的體積。金屬顆粒熔融并與基底金屬接合,形成復(fù)合層慈格。通過這樣一層一層的疊加,模具可以填充成一個(gè)新的怠晴、接近最終的形狀,這樣就可以加工到最終的形狀和公差。

在這過程中,有很多種粉末材料可供使用,包括鈦浴捆、不銹鋼蒜田、工具鋼、金屬碳化物选泻、Iconel和其它稀有合金冲粤。因?yàn)椴牧虾芸炖鋮s,并且凝結(jié)成微細(xì)粒度的微觀結(jié)構(gòu),因而它們比鍛制材料強(qiáng)度更高,不失延展性。淀積的材料能匹配基底金屬,或逐漸或急劇過渡到不同的材料,形成真正的冶金接合洒唇。施加粉末的量和形式,可以通過軟件控制噴嘴進(jìn)給系統(tǒng)來連續(xù)調(diào)節(jié)耻覆。

激光粉末熔接系統(tǒng)

由于激光產(chǎn)生的熱非常局部性的,所以模具的變形不成問題。

這過程使模具的重新裝備更有成本效益,并給模具設(shè)計(jì)師提供新的機(jī)遇。

這過程的另一個(gè)特點(diǎn)是它可以容易地給模具加上以前不可能有的特性,例如,傳統(tǒng)的方法是冷卻道在制造以后,在工具上鉆孔,而且限于直線通道营慷。用這過程,模具上可以加上復(fù)雜的冷卻道,符合零件的形狀,加快冷卻,減少了生產(chǎn)循環(huán)時(shí)間慢荧。

如今比以前能更有效地把導(dǎo)熱材料加到模具上。如果一個(gè)銅芯模裝入一個(gè)鋼模具中,由于兩種材料加到模具上朽慕。由于兩種材料的熱膨脹系數(shù)相差很大,在模制過程中,模具的熱循環(huán),使兩種材料之間急劇傳熱,會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力松奖。在此加工工藝,從一種材料逐漸過渡到另一種材料,減少了零件在材料界面損壞的可能性。

這過程也能用來涂敷涂層和進(jìn)行表面修整,免去傳統(tǒng)涂層和電鍍技術(shù)所固有的多孔性,而且涂層厚度或材料成分沒有限制盹挑。關(guān)于這過程的研究,始于二十世紀(jì)八十年代赃慰。在八十年代末期,通用電氣專利的一種型式,巳經(jīng)被美國南卡羅來納州Clover的HuffmanCorporation公司((暫不可見))使用,用來創(chuàng)造用于制造和修理燃?xì)廨啓C(jī)零件的系統(tǒng)。這些Huffman系統(tǒng)被通用電氣假刘、Pratt&Whitney纪尊、Rolls-RoyceNorthAmerica、Honey-wellInternational和許多其它零件制造廠和修理廠使用判哥。Huffman也開發(fā)了許多系統(tǒng),用于多種領(lǐng)域例如醫(yī)療植體和刀片献雅。

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