激光加工技術作為一項高新技術一直是國家重點支持和推動的，在國家制定中長期發(fā)展規(guī)劃時，也將激光加工列為關鍵支撐技術，這就給激光加工技術應用帶來前所未有的發(fā)展機遇。本文就對激光加工技術的在快速制造應用領域進行簡單的探討。
    激光快速制造技術彌補了激光燒結(jié)工藝中的不足?，F(xiàn)代激光技術的應用，采用了專門研發(fā)的、申請了專利保護的激光照射方案，使用了標準鋼材粉末為原料的技術，獲得了巨大的成功，可制造出無收縮的、幾乎是百分之百密實的零部件。現(xiàn)在，在使用正品原材料的情況下可以制作大型的零件，如強力冷卻的模具型芯。所用材料的特性與大批量生產(chǎn)時所用的鋼材相同，使制造出來的零件滿足了大批量生產(chǎn)的條件。鋁合金鑄造廠采用這種工藝技術為汽車生產(chǎn)廠制造鋁合金材料的壓鑄模具。
    激光快速制造技術是一種“常規(guī)的”生產(chǎn)制造工藝，它使得所有可以焊接的金屬材料，如不銹鋼、耐熱鋼和調(diào)質(zhì)鋼，按照一層層焊接的方式制作出一個工件，借助于激光幫助使單介質(zhì)的金屬粉末熔化后焊接在一起的方法。在這一層層的焊接過程中，每一層金屬粉末都會完全熔化；金屬粉末的涂覆厚度在20~50μm之間。這種加工制造原理開啟了激光制造與傳統(tǒng)模具制造之間的大門。因此，這種技術目前主要用于壓鑄模具生產(chǎn)制造領域中。而邁出的第一步是鋁合金鑄造廠與壓鑄模具生產(chǎn)廠之間在四缸發(fā)動機曲軸箱壓鑄模具中的合作。
    鋁合金壓鑄模具
    制造鋁合金壓鑄模具型芯以使用可逐層焊接的耐熱鋼材料為前提。這種鋼材的特點在于擁有很好的韌性，抗拉強度可達1800N/mm2，淬火硬度可達HRC 54。采用激光快速制造工藝技術后，可在型芯溫度敏感部位制造出靠近工件輪廓表面的冷卻水道。從而縮短了模具的冷卻時間，明顯延長了模具的使用壽命。由兩家合作伙伴進行的在大批量生產(chǎn)條件下的試生產(chǎn)結(jié)果表明：這種試制的冷卻型芯能明顯的提高產(chǎn)品質(zhì)量。
在一系列的試驗中，進行了在實際負載條件下的澆鑄實體測試，并將試驗結(jié)果按照工件結(jié)構(gòu)進行了詳細的信息反饋。在成功的完成試驗之后，人們開始利用冷卻型芯壓鑄模具的發(fā)動機機體在大批量生產(chǎn)條件下的試生產(chǎn)。這種逐層制造完全是自動進行的，激光快速制造設備工作時原則上是不需要操作人員的。在完成冷卻型芯的制造之后，只需人工清理一下型芯，安裝到模具中即可。
這個試驗的目的在于檢驗冷卻型芯的使用壽命和熱裂紋傾向。迄今為止進行的試驗結(jié)果都十分令人滿意。放置在壓鑄模具澆道口附近的冷卻型芯在完成了10萬件以上的澆鑄后仍然保持著很好的狀態(tài)。而傳統(tǒng)的型芯在完成這么多鑄件的澆鑄后，會出現(xiàn)明顯的過燒裂紋。
    在完成104個樣件的澆鑄后，試驗的冷卻型芯具有與普通型芯完全相同的性能，沒有出現(xiàn)裂紋、不光潔和不平整的現(xiàn)象。在完成1905次澆鑄后，情況仍然如此。在這個階段中，主要采用的是砂型鑄造工藝。在完成55964次澆鑄后，冷卻型芯仍然處于很好的狀況。與壓鑄模具中安放型芯的孔腔相比，冷卻型芯一直沒有出現(xiàn)過燒裂紋。在完成71282件鑄件的澆鑄后，冷卻型芯加工后的狀態(tài)仍然沒有非常大的變化，只是孔腔的裂紋發(fā)展的更大了。
    在成功的完成試生產(chǎn)之后，就開始進行大批量試生產(chǎn)。試驗的目的是驗證大批量生產(chǎn)時冷卻型芯的狀況。在這一試驗計劃中，鋁合金鑄造廠的模具生產(chǎn)車間在一種四缸發(fā)動機曲軸箱爆震傳感器處使用了這種靠近工件輪廓表面的冷卻型芯。這就確定了在壓鑄模具的什么位置上使用激光快速制造技術制成的冷卻型芯。具體的位置是在鑄件推桿的爆震傳感器安裝的位置上。應在很短的時間內(nèi)完成冷卻型芯的更換工作，以保證大批量壓鑄生產(chǎn)的澆鑄過程不發(fā)生中斷。在更換冷卻型芯時，壓鑄模具一直保留在壓鑄機床上。為了保證試驗具有實際指導意義，使用的試驗都是在大批量生產(chǎn)的條件下進行的。
    試驗
    試驗首先要解決的問題是澆鑄數(shù)量與冷卻型芯狀態(tài)和使用壽命之間的關系，冷卻型芯有油冷和水冷的差異，以及油冷和水冷時機體爆震傳感器處的澆鑄質(zhì)量。大量的試驗結(jié)果表明：激光快速制造技術制作的靠近工件輪廓表面的冷卻型芯具有很多優(yōu)點。
    按照鋁合金壓鑄生產(chǎn)廠的計劃是單獨對冷卻型芯進行的溫度監(jiān)控，并在壓鑄模推桿的與工作循環(huán)無關的過程中實施監(jiān)控。冷卻型芯的安裝的位置省略了O型密封圈，避免了出現(xiàn)泄露的潛在可能。靠近輪廓表面冷卻型芯的優(yōu)點是，冷卻通道可以自由的按照工件輪廓形狀制造。對冷卻通道的生產(chǎn)加工技術沒有任何的限制。從而可以利用激光快速制造技術最合理的處理冷卻通道與鑄件頂出器之間的關系。而通常情況下，一般的加工設備只能加工直冷卻孔。
    制造模具的冷卻對鑄件的質(zhì)量起著決定性的影響。而激光快速制造技術制作的靠近工件輪廓表面的冷卻通道使得模具的溫度變化很小，因此對提高鑄件質(zhì)量非常有利。它減少了模具的磨損；壓鑄模具的使用壽命明顯提高；加速了對溫度高達700℃液體鋁合金的冷卻，從而也減少了鑄件縮松和縮孔的產(chǎn)生。
    新領域應用
    在汽車生產(chǎn)制造業(yè)中激光快速制造技術是一種批量生產(chǎn)制造技術。它是汽車模具制造中產(chǎn)品樣試到批試之間的連接過渡的接口。對于模具生產(chǎn)制造廠來講，其質(zhì)量和經(jīng)濟性方面的優(yōu)點非常明顯：
    （1） 采用靠近工件輪廓表面的冷卻型芯之后，壓鑄模具的生產(chǎn)效率明顯提高。
    （2） 優(yōu)化的冷卻效應大大降低了鑄件的變形。
    （3） 減少了鑄件的縮松和縮孔，明顯提高了壓鑄件的質(zhì)量和功能。
    （4） 可以預加工制造輪廓形狀復雜的模具型芯。
    （5） 采用激光快速制造技術制造模具型芯的時間更短，自動化程度更高。
    （6） 激光快速制造工藝技術的編程耗費降到了最低，柔性化大大提高。
    （7） 具有專利技術的混合制造方法可以制作大型的模具型芯。從而也擴大了激光快速制造工藝技術在模具、工具制造領域中的應用。
    結(jié)論
    激光加工技術屬于較前沿的技術，經(jīng)過多年的發(fā)展，目前在很多的領域都有應用。激光加工由于可以實現(xiàn)零誤差，使得其在精密加工中具有不可替代的作用。在不久的將來，激光加工會應用到生活的各個方面。