1、激光快速成型技術原理和特點

　　80 年代後期發展起來的快速成型技術(Rapid Prototyping ，RP) 是基於(yu) 分層技術、堆積成型， 直接根據CAD 模型快速生產(chan) 樣件或零件的先進製造成組技術總稱。RP 技術不同於(yu) 傳(chuan) 統的去除成型、拚合成型及受迫成型等加工方法，它是利用材料累加法直接製造塑料、陶瓷、金屬及各種複合材料零件。

　　以激光作為(wei) 加工能源的激光快速成型是快速成型技術的重要組成部分，它集成了CAD 技術、數控技術、激光技術和材料科學等現代科技成果。激光快速成型(Laser Rapid Prototyping ，LRP) 原理是用CAD 生成的三維實體(ti) 模型，通過分層軟件分層，每個(ge) 薄層斷麵的二維數據用於(yu) 驅動控製激光光束，掃射液體(ti) ，粉末或薄片材料，加工出要求形狀的薄層，逐層累積形成實體(ti) 模型。快速製造出的模型或樣件可直接用於(yu) 新產(chan) 品設計驗證、功能驗證、工程分析、市場訂貨及企業(ye) 決(jue) 策等，縮短新產(chan) 品開發周期，降低研發成本，提高企業(ye) 競爭(zheng) 力。以此為(wei) 基礎進一步發展的快速模具工裝製造(Quick Tooling) 技術，快速精鑄技術(Quick Casting) ，快速金屬粉末燒結技術(Quick Powder Sintering) 等，可實現零件的快速成品。

　　激光快速成型技術主要特點：

　　(1) 製造速度快、成本低， 節省時間和節約成本，為(wei) 傳(chuan) 統製造方法注入新的活力，而且可實現自由製造(Free Form Fabrication) ，產(chan) 品製造過程以及產(chan) 品造價(jia) 幾乎與(yu) 產(chan) 品的批量和複雜性無關(guan) 。

　　(2) 采用非接觸加工的方式，沒有傳(chuan) 統加工的殘餘(yu) 應力問題，沒有工具更換和磨損之類的問題，無切割、噪音和振動等，有利於(yu) 環保。

　　(3) 可實現快速鑄造、快速模具製造，特別適合於(yu) 新品開發和單件零件生產(chan) 。

　　2、LRP 工藝方法

　　LRP 技術包括很多種工藝方法，其中相對成熟的有立體(ti) 光固化(SLA) 、選擇性激光燒結(SLS) 、分層實體(ti) 製造(LOM) 、激光熔覆成形(LCF) 、激光近形製造(LENS) 。

　　(1) 光固化立體(ti) 造型(SL —Stereolithography ，or SLA)

　　將計算機控製下的紫外激光按預定零件各分層截麵的輪廓為(wei) 軌跡對液態光敏樹脂逐點掃描，被掃描的樹脂薄層產(chan) 生光聚合反應固化形成零件的一個(ge) 截麵， 再敷上一層新的液態樹脂進行掃描加工，如此重複直到整個(ge) 原型製造完畢。這種方法的特點是精度高、表麵質量好，能製造形狀複雜、特別精細的零件，不足是設備和材料昂貴，製造過程中需要設計支撐。

       (2) 分層實體(ti) 製造(LOM—Laminated Object Manufacturing)#p#分頁標題#e#

　　LOM工藝是根據零件分層得到的輪廓信息用激光切割薄材，將所獲得的層片通過熱壓裝置和下麵已切割層粘合，然後新的一層紙再疊加在上麵，依次粘結成三維實體(ti) 。LOM主要特點是設備和材料價(jia) 格較低，製件強度較好、精度較高。Helisys 公司研製出多種LOM工藝用的成型材料，可製造用金屬薄板製作的成型件，該公司還開發基於(yu) 陶瓷複合材料的LOM工藝。

　　(3) 選擇性激光燒結(SLS —Selected Laser Sintering)

　　SLS 的原理是根據CAD 生成的三維實體(ti) 模型，通過分層軟件分層獲得二維數據驅動控製激光束，有選擇性地對鋪好的各種粉末材料進行燒結，加工出要求形狀的薄層，逐層累積形成實體(ti) 模型，最後去掉未燒結的鬆散的粉未，獲得原型製件。SLS的特點是可以采用多種材料適應不同的應用要求，固體(ti) 粉材可以作為(wei) 自然支撐，重要的是可以直接製造金屬零件，因而具有更廣闊的發展前景。但能量消耗非常高，成型精度有待進一步提高。DTM 公司推出了係列Sinterstation 成型及多種成型材料， 其中SOMOS材料具有橡膠特性，耐熱、抗化學腐蝕，用該材料製造出了汽車上的蛇形管、密封墊等柔性零件。EOS 公司研製了PA3200GF 尼龍粉末材料，用其製作的零件具有較高的精度和表麵光潔度。