1) Laserski indirektni postupak oblikovanja
1 Stereo litografski aparat (SLA) postupak je upotrijebiti sloj po sloj UV laserskog snopa za skeniranje ljepila za očvršćivanje svjetlosti kako bi se oblikovao trodimenzionalni čvrsti radni komad. Godine 1986. 3D Systems SAD-a lansirao je komercijalni prototip SLA-1. Najveća preciznost obrade SLA postupka može doseći 0,05 mm. 2LaminatedObject Manufacturing (LOM) postupak koristi tankoslojne materijale, poput papira, plastičnog filma itd., Koji je Helisys u Sjedinjenim Državama uspješno razvio 1986. Čvrsti radni sloj proizveden u slojevima dobiven je ponovljenim rezanjem CO2 i materijala lijepljenje. LOM postupak karakterizira njegova sposobnost izrade velikih komada s točnošću od 0,1 mm. 3 Proces selektivnog laserskog sinteriranja (SLS) formiran je praškastim materijalom. Uspješno ga je razvilo Univerzitet u Teksasu u Austinu 1989. godine. Selektivno je skenirano i slojno po sloj s CO2 intenzitetom lasera visokog intenziteta. Prah od materijala tvori trodimenzionalni radni komad, a najveća prednost SLS procesa je ta što je izbor materijala opsežan.
Zbog dugog vremena razvoja i relativno zrele tehnologije, ove tri tehnologije laserskog brzog prototipiranja široko se koriste u zemlji i inostranstvu. Međutim, trodimenzionalni radni komad formiran gore navedenom metodom ne može se izravno koristiti kao kalup i treba ga podvrgnuti kasnijoj obradi, pa se naziva laserskim indirektnim postupkom oblikovanja. Glavne metode obrade su sljedeće: (1) Brzo prototipiranje radnog komada koristi se kao kalup. Kalup za papir izrađen od LOM-a direktno se zamjenjuje kalupom za obradu drva za pijesak površinskom obradom; ili se papirni kalup izrađen od LOM-a izravno koristi kao kalup od legure s niskim talištem, injekcijski kalup površinskom obradom ili kalup za oblikovanje voska u lijevanom izgubljenom vosku. Radni komad SLS koristi se kao metalni kalup nakon bakrene infiltracije. 2 Pomoću brzo oblikovanog dijela kao glavnog kalupa za lijevanje silikonske gume, epoksidne smole, poliuretana i drugih materijala za pravljenje mekog kalupa. 3 Za okretanje tvrdog kalupa koristite dio za brzo oblikovanje. Jedan je da direktno napravite kalup od papira s LOM-om, a zatim oblikujete metalni kalup površinskim raspršivanjem i poliranjem metalnog luka; drugi je kalup za podlogu od metalne površine. Gornja tvrda kalupica može se koristiti za lijevanje pijeska, za lijevanje izgubljene pjene, za brizganje i za jednostavno zatezanje od nehrđajućeg čelika.
Za izradu kalupa koristi se gore spomenuti postupak neizravnog laserskog oblikovanja, čime se izbjegava komplicirani postupak mehaničkog rezanja i osigurava preciznost kalupa, a može se znatno skratiti vrijeme lijevanja i uštedjeti troškovi lijevanja. Za precizni kalup složenog oblika prednosti su posebno izbočene. Međutim, još uvijek postoje nedostaci u relativno kratkom vijeku kalupa, pa je gore navedeni laserski indirektni kalup prikladniji za proizvodnju malih serija.
2) Laserski postupak direktnog oblikovanja
Tehnologija selektivnog laserskog taljenja (SLM) zasniva se na tehnologiji selektivnog laserskog sinteriranja (SLS). Karakteristike SLM-a su: (1) upotreba velike gustine snage, mali točkasti laserski snop za obradu metala, tako da metalni dijelovi imaju dimenzionalnu tačnost od 0,1 mm; (2) dijelovi izrađeni od rastaljenog metala imaju metalurški povezane cjeline, a relativna gustoća može biti gotovo do 100%, uvelike poboljšavajući performanse metalnih dijelova; (3) Budući da je promjer laserskog mrlja mali, moguće je rastopiti metale visokog topljenja s manjom snagom, što omogućuje izradu dijelova s jednom komponentom metalnog praha. Na slici 2 prikazani su potpuno metalni dijelovi proizvedeni od njemačke kompanije EOSGmbH koristeći postupak selektivnog laserskog taljenja (SLM).
Lasersko višeslojno (ili trodimenzionalno / trodimenzionalno) oblaganje izravnom tehnologijom brzog prototipiranja je visokotehnološka tehnologija izrade koja je razvijena na bazi tehnologije brzog prototipiranja u kombinaciji sa tehnologijom laserskog oblaganja sinkronim hranjenjem, čija je suština računalno upravljana 3D lasersko oblaganje. Zbog karakteristika brzog stvrdnjavanja laserske obloge, proizvedeni metalni dijelovi imaju jednoliku i finu dendritičku strukturu i odličan kvalitet, a njihova gustoća i performanse usporedljivi su s klasičnim metalnim dijelovima. Lasersko slojevito oblaganje razvilo je različite metode od kojih je najreprezentativnija tehnologija brze prototipiranja metalnih dijelova nazvana LaserEngineered NetShaping (LENS) koju je razvila Sandia National Laboratories. Ovom metodom uspješno su izrađeni nehrđajući čelik, lemilni čelik, super-legure na bazi nikla, alatni čelik, titanska legura, magnetski materijal i nikl-aluminij intermetalni spoj, a gustoća dijelova je gotovo 100%.
Tehnologija selektivnog laserskog taljenja (SLM) i tehnologija laserskog inženjerskog oblikovanja (LENS) industrijska su i akademska zbog kompaktnosti formiranih dijelova, metalurške povezane strukture i velike preciznosti, te dugog vijeka gotovog kalupa. Opća pažnja svijeta uvela je različite prototipove opreme u inostranstvu, a neki su čak počeli komercijalizirati; a trenutno domaće istraživanje i primjena još su u povojima.
Osim toga, postoji slojevita tehnologija proizvodnje (LOM) za metalne dijelove zasnovane na laserskom finom rezanju koja ima karakteristike brze i niske proizvodnje velikih i složenih oblika kalupa. Tokom 1980-ih, Nakagawa Weixiong Laboratorija za istraživanje u Japanu primijenila je tehnologiju LOM tankog metalnog lima kako bi realizirala slojevitu brzu proizvodnju metalnih kalupa. Nakon razvoja, LOM tehnologija od lima postupno se primjenjuje na velikim unutarnjim i vanjskim oblogama za oblaganje poput automobila i izrade kalupa za injektiranje sa složenim protočnim protokom.
