主要的快速成型工藝

1、幾種快速成型設(shè)備比較成型工藝設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)制造商規(guī)格價(jià)格（人民幣）特點(diǎn)SLA（光固化成型方法，又稱(chēng)樹(shù)脂型）激光快速成型系統(tǒng)HRPL-I華工濱湖成型尺寸：350350300mm，層厚：0.10.3mm可變激光器：進(jìn)口半導(dǎo)體泵浦激光器、355nm、200mW90萬(wàn)精度高、表面質(zhì)量好。設(shè)備價(jià)格貴，成形時(shí)間較長(zhǎng)，激光管壽命2000小時(shí)左右，光敏樹(shù)脂固化后較脆，易斷裂，可加工性不好，工作溫度不能超過(guò)100，會(huì)吸濕膨脹， 抗腐蝕能力不強(qiáng)，且價(jià)格昂貴。計(jì)算機(jī)控制下的紫外激光按預(yù)定零件各分層截面的輪廓為軌跡對(duì)液。SLA(光固化成型方法)紫外光快速成型系統(tǒng)EDEN250以色列OBJET最大成型尺寸25025020

2、0mm，層厚：0.1- 0.2mm65萬(wàn)每層成形厚度僅0.016mm，成形件整體精度為0.1mm; 噴頭的高分辨率保證了成形體光滑曲面處的表面質(zhì)量，最大限度地減少了階梯效應(yīng)，同時(shí)完美呈現(xiàn)微小細(xì)節(jié)（如字體，花紋，標(biāo)志）；對(duì)于繁復(fù)形狀的成形物體進(jìn)行自動(dòng)快速分層，自動(dòng)生成支撐，具有高速打印選擇；具有多種可選擇的成形材料（顏色，彈性），滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)不同成形目的的要求，不同材料的更換程序簡(jiǎn)單，并只需一種支撐材料即可；成形過(guò)程中完成瞬間固化，無(wú)需常用光敏樹(shù)脂成形中的二次后固化工序；支撐部分通過(guò)水溶解即可輕松去除，達(dá)到最低程度的后處理工作量SLS（激光燒結(jié)法，又稱(chēng)燒粉型）激光快速成型系統(tǒng)HRPS-IIA華工濱

3、湖成型尺寸：320320450mm，層厚：0.10.3mm可變激光器：進(jìn)口CO2激光器、50W70萬(wàn)成熟的工藝材料為蠟粉及塑料粉，用金屬粉或陶瓷粉進(jìn)行粘接或燒結(jié)的工藝還正在實(shí)驗(yàn)研究階段。 機(jī)器昂貴、制作的零件表面粗糙、成形件結(jié)構(gòu)疏松多孔，表面粗糙。SLS樹(shù)脂功能件SLS 蠟 件SLS金屬鑄造件SLS樹(shù)脂砂件SLS金屬直接成型件FDM（熔融擠壓型方法，又稱(chēng)噴絲型）熔融擠壓成型系統(tǒng)Dimension三維成型機(jī)美國(guó)Stratasys最大尺寸：203 x 203 x 305 mm32萬(wàn)FDM工藝的關(guān)鍵是持半流動(dòng)成型材料剛好在熔點(diǎn)之上（通常控制在比熔點(diǎn)高1左右）。利用等離子放電來(lái)加熱絲狀材料，溶化的材料

4、熔積到工件逐漸成型。熔絲材料從噴頭中擠壓出來(lái)，凝固形成輪廓形狀的薄層。能直接制作ABS塑料成形時(shí)間較長(zhǎng)，要設(shè)置支撐，后處理麻煩。LOM(激光層壓成型)切紙成型系統(tǒng)HRP-IIB華工濱湖LOM工藝將單面涂有熱溶膠的紙片通過(guò)加熱輥加熱粘接在一起，位于上方的激光器按照CAD分層模型所獲數(shù)據(jù)，用激光束將紙切割成所制零件的內(nèi)外輪廓，然后新的一層紙?jiān)侬B加在上面，通過(guò)熱壓裝置和下面已切割層粘合在一起，激光束再次切割，這樣反復(fù)逐層切割一粘合一切割直至整個(gè)零件模型制作完成。 表面粗糙度較高，工件表面有明顯的臺(tái)階紋，成型后要進(jìn)行打磨，后處理極為困難。由于該系統(tǒng)已經(jīng)淘汰，原市場(chǎng)價(jià)格為25萬(wàn)。RP工藝技術(shù)比較RP工藝

5、精度表面質(zhì)量材料價(jià)格(元/克)材料利用率運(yùn)行成本生產(chǎn)效率設(shè)備費(fèi)用（萬(wàn)元）SLA好優(yōu)7接近100%較高高90LOM一般較差2較差較低高25SLS一般一般5接近100%較高一般70FDM較差較差3接近70%一般較低323DP好優(yōu)1100%較低高29FDM絲狀材料選擇性熔覆（Fused Deposition Modeling）快速原型工藝是一種不依靠激光作為成型能源、而將各種絲材加熱溶化的成型方法，簡(jiǎn)稱(chēng)FDM。絲狀材料選擇性熔覆的原理室，加熱噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下，根據(jù)產(chǎn)品零件的截面輪廓信息，作X-Y平面運(yùn)動(dòng)。熱塑性絲狀材料（如直徑為1.78mm的塑料絲）由供絲機(jī)構(gòu)送至噴頭，并在噴頭中加熱和溶化成半液

6、態(tài)，然后被擠壓出來(lái)，有選擇性的涂覆在工作臺(tái)上，快速冷卻后形成一層大約0.127mm厚的薄片輪廓。一層截面成型完成后工作臺(tái)下降一定高度，再進(jìn)行下一層的熔覆，好像一層層畫(huà)出截面輪廓，如此循環(huán)，最終形成三維產(chǎn)品零件。這種工藝方法同樣有多種材料選用，如ABS塑料、澆鑄用蠟、人造橡膠等。這種工藝干凈，易于操作，不產(chǎn)生垃圾，小型系統(tǒng)可用于辦公環(huán)境，沒(méi)有產(chǎn)生毒氣和化學(xué)污染的危險(xiǎn)。但仍需對(duì)整個(gè)截面進(jìn)行掃描涂覆，成型時(shí)間長(zhǎng)。適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念建模以及產(chǎn)品的形狀及功能測(cè)試。由于甲基丙烯酸ABS（MABS）材料具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，可采用加碼射線(xiàn)消毒，特別適用于醫(yī)用。但成型精度相對(duì)較低，不適合于制作結(jié)構(gòu)過(guò)分復(fù)雜的

7、零件。FDM快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：1、 制造系統(tǒng)可用于辦公環(huán)境，沒(méi)有毒氣或化學(xué)物質(zhì)的危險(xiǎn)。2、 工藝干凈、簡(jiǎn)單、易于材作且不產(chǎn)生垃圾。3、 可快速構(gòu)建瓶狀或中空零件。4、 原材料以卷軸絲的形式提供，易于搬運(yùn)和快速更換。5、 原材料費(fèi)用低，一般零件均低于20美元。6、 可選用多種材料，如可染色的ABS和醫(yī)用ABS、澆鑄用蠟和人造橡膠。FDM快速原型技術(shù)的缺點(diǎn)是：1、 精度較低，難以構(gòu)建結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件。2、 垂直方向強(qiáng)度小。3、 速度較慢，不適合構(gòu)建大型零件。SLA敏樹(shù)脂選擇性固化是采用立體雕刻（Stereolithography）原理的一種工藝，簡(jiǎn)稱(chēng)SLA，也是最早出現(xiàn)的、技術(shù)最成熟和應(yīng)用最廣泛

8、的快速原型技術(shù)。在樹(shù)脂液槽中盛滿(mǎn)液態(tài)光敏樹(shù)脂，它在紫外激光束的照射下會(huì)快速固化。成型過(guò)程開(kāi)始時(shí)，可升降的工作臺(tái)處于液面下一個(gè)截面層厚的高度，聚焦后的激光束，在計(jì)算機(jī)的控制下，按照截面輪廓的要求，沿液面進(jìn)行掃描，使被掃描區(qū)域的樹(shù)脂固化，從而得到該截面輪廓的塑料薄片。然后，工作臺(tái)下降一層薄片的高度，以固化的塑料薄片就被一層新的液態(tài)樹(shù)脂所覆蓋，以便進(jìn)行第二層激光掃描固化，新固化的一層牢固的粘結(jié)在前一層上，如此重復(fù)不已，知道整個(gè)產(chǎn)品成型完畢。最后升降臺(tái)升出液體樹(shù)脂表面，即可取出工件，進(jìn)行清洗和表面光潔處理。光敏樹(shù)脂選擇性固化快速原型技術(shù)適合于制作中小形工件，能直接得到塑料產(chǎn)品。主要用于概念模型的原型制

9、作，或用來(lái)做裝配檢驗(yàn)和工藝規(guī)劃。它還能代替臘模制作澆鑄模具，以及作為金屬?lài)娡磕?、環(huán)氧樹(shù)脂模和其他軟模的母模，使目前較為成熟的快速原型工藝。SLA快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：1、 系統(tǒng)工作穩(wěn)定。系統(tǒng)一旦開(kāi)始工作，構(gòu)建零件的全過(guò)程完全自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)需專(zhuān)人看管，直到整個(gè)工藝過(guò)程結(jié)束。2、 尺寸精度較高，可確保工件的尺寸精度在0.1mm以?xún)?nèi)。3、 表面質(zhì)量較好，工件的最上層表面很光滑，側(cè)面可能有臺(tái)階不平及不同層面間的曲面不平。4、 系統(tǒng)分辨率較高，因此能構(gòu)建復(fù)雜結(jié)構(gòu)的工件。SLA快速原型的技術(shù)缺點(diǎn)：1、 隨著時(shí)間推移，樹(shù)脂會(huì)吸收空氣中的水分，導(dǎo)致軟薄部分的彎曲和卷翅。2、 氦-鎘激光管的壽命僅3000小時(shí)，價(jià)

10、格較昂貴。同時(shí)需對(duì)整個(gè)截面進(jìn)行掃描固化，成型時(shí)間較長(zhǎng)，因此制作成本相對(duì)較高。3、 可選擇的材料種類(lèi)有限，必須是光敏樹(shù)脂。由這類(lèi)樹(shù)脂制成的工件在大多數(shù)情況下都不能進(jìn)行耐久性和熱性能試驗(yàn)，且光敏樹(shù)脂對(duì)環(huán)境有污染，使皮膚過(guò)敏。4、 需要設(shè)計(jì)工件的支撐結(jié)構(gòu)，以便確保在成型過(guò)程中制作的每一個(gè)結(jié)構(gòu)部委都能可靠定位。SLS粉末材料選擇性燒結(jié)（Selected Laser Sintering）是一種快速原型工藝，簡(jiǎn)稱(chēng)SLS。粉末材料選擇性燒結(jié)采用二氧化碳激光器對(duì)粉末材料（塑料粉、陶瓷與粘結(jié)劑的混合粉、金屬與粘結(jié)劑的混合粉等）進(jìn)行選擇性燒結(jié)，是一種由離散點(diǎn)一層層對(duì)集成三維實(shí)體的工藝方法。在開(kāi)始加工之前，先將充有

11、氮?dú)獾墓ぷ魇疑郎?，并保持在粉末的熔點(diǎn)一下。成型時(shí)，送料筒上升，鋪粉滾筒移動(dòng)，先在工作平臺(tái)上鋪一層粉末材料，然后激光束在計(jì)算機(jī)控制下按照截面輪廓對(duì)實(shí)心部分所在的粉末進(jìn)行燒結(jié)，使粉末溶化繼而形成一層固體輪廓。第一層燒結(jié)完成后，工作臺(tái)下降一截面層的高度，在鋪上一層粉末，進(jìn)行下一層燒結(jié)，如此循環(huán)，形成三維的原型零件。最后經(jīng)過(guò)5-10小時(shí)冷卻，即可從粉末缸中取出零件。未經(jīng)燒結(jié)的粉末能承托正在燒結(jié)的工件，當(dāng)燒結(jié)工序完成后，取出零件。粉末材料選擇性燒結(jié)工藝適合成型中小件，能直接的到塑料、陶瓷或金屬零件，零件的翹曲變形比液態(tài)光敏樹(shù)脂選擇性固化工藝要小。但這種工藝仍需對(duì)整個(gè)截面進(jìn)行掃描和燒結(jié)，加上工作室需要升溫

12、和冷卻，成型時(shí)間較長(zhǎng)。此外，由于受到粉末顆粒大小及激光點(diǎn)的限制，零件的表面一般呈多孔性。在燒結(jié)陶瓷、金屬與粘結(jié)劑的混合粉并得到原型零件后，須將它置于加熱爐中，燒掉其中的粘結(jié)劑，并在孔隙中滲入填充物，其后處理復(fù)雜。粉末材料選擇性燒結(jié)快速原型工藝適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可視化表現(xiàn)和制作功能測(cè)試零件。由于它可采用各種不同成分的金屬粉末進(jìn)行燒結(jié)、進(jìn)行滲銅等后處理，因而其制成的產(chǎn)品可具有與金屬零件相近的機(jī)械性能，故可用于制作EDM電極、直接制造金屬模以及進(jìn)行小批量零件生產(chǎn)。SLS快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：1、 與其他工藝相比，能生產(chǎn)最硬的模具。2、 可以采用多種原料，例如絕大多數(shù)工程用塑料、蠟、金屬、陶瓷等。3、

13、零件的構(gòu)建時(shí)間短，可達(dá)到1in/h高度。4、 無(wú)需對(duì)零件進(jìn)行后矯正。5、 無(wú)需設(shè)計(jì)和構(gòu)造支撐。選擇性燒結(jié)的最大優(yōu)點(diǎn)是可選用多種材料，適合不同的用途、所制作的原型產(chǎn)品具有較高的硬度，可進(jìn)行功能試驗(yàn)。SLS快速原型技術(shù)缺點(diǎn)是：1、 在加工前，要花近2小時(shí)的時(shí)間將粉末加熱到熔點(diǎn)以下，當(dāng)零件構(gòu)建之后，還要花5-10小時(shí)冷卻， 然后才能將零件從粉末缸中取出。2、 表面的粗糙度收粉末顆粒大小及激光點(diǎn)的限制。3、 零件的表面一般是多孔性的，為了使表面光滑必須進(jìn)行后處理。4、 需要對(duì)加工室不斷充氮?dú)庖源_保燒結(jié)過(guò)程的安全性，加工的成本高。5、 該工藝產(chǎn)生有毒氣體，污染環(huán)境。LOM箔材疊層實(shí)體制作（Laminat

14、ed Object Manufacturing）快速原型技術(shù)是薄片材料疊加工藝，簡(jiǎn)稱(chēng)LOM。箔材疊層實(shí)體制作是根據(jù)三維CAD模型每個(gè)截面的輪廓線(xiàn)，在計(jì)算機(jī)控制下，發(fā)出控制激光切割系統(tǒng)的指令，使切割頭作X和Y方向的移動(dòng)。供料機(jī)構(gòu)將地面涂有熱溶膠的箔材（如涂覆紙、涂覆陶瓷箔、金屬箔、塑料箔材）一段段的送至工作臺(tái)的上方。激光切割系統(tǒng)按照計(jì)算機(jī)提取的橫截面輪廓用二氧化碳激光束對(duì)箔材沿輪廓線(xiàn)將工作臺(tái)上的紙割出輪廓線(xiàn)，并將紙的無(wú)輪廓區(qū)切割成小碎片。然后，由熱壓機(jī)構(gòu)將一層層紙壓緊并粘合在一起?？缮倒ぷ髋_(tái)支撐正在成型的工件，并在每層成型之后，降低一個(gè)紙厚，以便送進(jìn)、粘合和切割新的一層紙。最后形成由許多小廢料塊包圍的三維原型零件。然后取出，將多余的廢料小塊剔除，最終獲得三維產(chǎn)品。疊層實(shí)體制作快速原型工藝適合制作大中型原型件，翹曲變形較小，尺寸精度較高，成型時(shí)間較短，激光器使用壽命長(zhǎng)，制成件有良好的機(jī)械性能，適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念建模和功能性測(cè)試零件。且由于制成的零件具有木質(zhì)屬性，特別適合于直接制作砂型鑄造模。LOM快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：1、 由于只需要使激光束沿著物體的輪廓進(jìn)行切割，無(wú)需掃描整個(gè)斷面，所以這是一個(gè)高速的快速原型工藝。零件體積越大，效率越高。2、 加工后零件可以