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)備名稱型號制造商規(guī)格價格（人民幣）特點SLA（光固化成型方法，又稱樹脂型）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、200mW90萬精度高、表面質(zhì)量好。設(shè)備價格貴，成形時間較長，激光管壽命2000小時左右，光敏樹脂固化后較脆，易斷裂，可加工性不好，工作溫度不能超過100，會吸濕膨脹， 抗腐蝕能力不強(qiáng)，且價格昂貴。計算機(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)，同時完美呈現(xiàn)微小細(xì)節(jié)（如字體，花紋，標(biāo)志）；對于繁復(fù)形狀的成形物體進(jìn)行自動快速分層，自動生成支撐，具有高速打印選擇；具有多種可選擇的成形材料（顏色，彈性），滿足客戶對不同成形目的的要求，不同材料的更換程序簡單，并只需一種支撐材料即可；成形過程中完成瞬間固化，無需常用光敏樹脂成形中的二次后固化工序；支撐部分通過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)的工藝還正在實驗研究階段。 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樹脂功能件SLS 蠟 件SLS金屬鑄造件SLS樹脂砂件SLS金屬直接成型件FDM（熔融擠壓型方法，又稱噴絲型）熔融擠壓成型系統(tǒng)Dimension三維成型機(jī)美國Stratasys最大尺寸：203 x 203 x 305 mm32萬FDM工藝的關(guān)鍵是持半流動成型材料剛好在熔點之上（通常控制在比熔點高1左右）。利用等離子放電來加熱絲狀材料，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，凝固形成輪廓形狀的薄層。能直接制作ABS塑料成形時間較長，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，然后新的一層紙再疊加在上面，通過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零件模型制作完成。 表面粗糙度較高，工件表面有明顯的臺階紋，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，原市場價格為25萬。RP工藝技術(shù)比較RP工藝

5、精度表面質(zhì)量材料價格(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，簡稱FDM。絲狀材料選擇性熔覆的原理室，加熱噴頭在計算機(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。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，有選擇性的涂覆在工作臺上，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下降一定高度，再進(jìn)行下一層的熔覆，好像一層層畫出截面輪廓，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，沒有產(chǎn)生毒氣和化學(xué)污染的危險。但仍需對整個截面進(jìn)行掃描涂覆，成型時間長。適合于產(chǎn)品設(shè)計的概念建模以及產(chǎn)品的形狀及功能測試。由于甲基丙烯酸ABS（MABS）材料具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，可采用加碼射線消毒，特別適用于醫(yī)用。但成型精度相對較低，不適合于制作結(jié)構(gòu)過分復(fù)雜的

7、零件。FDM快速原型技術(shù)的優(yōu)點是：1、 制造系統(tǒng)可用于辦公環(huán)境，沒有毒氣或化學(xué)物質(zhì)的危險。2、 工藝干凈、簡單、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敏樹脂選擇性固化是采用立體雕刻（Stereolithography）原理的一種工藝，簡稱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)。在樹脂液槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂，它在紫外激光束的照射下會快速固化。成型過程開始時，可升降的工作臺處于液面下一個截面層厚的高度，聚焦后的激光束，在計算機(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)域的樹脂固化，從而得到該截面輪廓的塑料薄片。然后，工作臺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，知道整個產(chǎn)品成型完畢。最后升降臺升出液體樹脂表面，即可取出工件，進(jìn)行清洗和表面光潔處理。光敏樹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，或用來做裝配檢驗和工藝規(guī)劃。它還能代替臘模制作澆鑄模具，以及作為金屬噴涂模、環(huán)氧樹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)點是：1、 系統(tǒng)工作穩(wěn)定。系統(tǒng)一旦開始工作，構(gòu)建零件的全過程完全自動運(yùn)行，無需專人看管，直到整個工藝過程結(jié)束。2、 尺寸精度較高，可確保工件的尺寸精度在0.1mm以內(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：1、 隨著時間推移，樹脂會吸收空氣中的水分，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，價

10、格較昂貴。同時需對整個截面進(jìn)行掃描固化，成型時間較長，因此制作成本相對較高。3、 可選擇的材料種類有限，必須是光敏樹脂。由這類樹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，且光敏樹脂對環(huán)境有污染，使皮膚過敏。4、 需要設(shè)計工件的支撐結(jié)構(gòu)，以便確保在成型過程中制作的每一個結(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，簡稱SLS。粉末材料選擇性燒結(jié)采用二氧化碳激光器對粉末材料（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)，是一種由離散點一層層對集成三維實體的工藝方法。在開始加工之前，先將充有

11、氮?dú)獾墓ぷ魇疑郎?，并保持在粉末的熔點一下。成型時，送料筒上升，鋪粉滾筒移動，先在工作平臺上鋪一層粉末材料，然后激光束在計算機(jī)控制下按照截面輪廓對實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5-10小時冷卻，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)光敏樹脂選擇性固化工藝要小。但這種工藝仍需對整個截面進(jìn)行掃描和燒結(jié)，加上工作室需要升溫

12、和冷卻，成型時間較長。此外，由于受到粉末顆粒大小及激光點的限制，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)計的可視化表現(xiàn)和制作功能測試零件。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)建時間短，可達(dá)到1in/h高度。4、 無需對零件進(jìn)行后矯正。5、 無需設(shè)計和構(gòu)造支撐。選擇性燒結(jié)的最大優(yōu)點是可選用多種材料，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。SLS快速原型技術(shù)缺點是：1、 在加工前，要花近2小時的時間將粉末加熱到熔點以下，當(dāng)零件構(gòu)建之后，還要花5-10小時冷卻， 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、 需要對加工室不斷充氮?dú)庖源_保燒結(jié)過程的安全性，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，簡稱LOM。箔材疊層實體制作是根據(jù)三維CAD模型每個截面的輪廓線，在計算機(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。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的上方。激光切割系統(tǒng)按照計算機(jī)提取的橫截面輪廓用二氧化碳激光束對箔材沿輪廓線將工作臺上的紙割出輪廓線，并將紙的無輪廓區(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_支撐正在成型的工件，并在每層成型之后，降低一個紙厚，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，成型時間較短，激光器使用壽命長，制成件有良好的機(jī)械性能，適合于產(chǎn)品設(shè)計的概念建模和功能性測試零件。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)點是：1、 由于只需要使激光束沿著物體的輪廓進(jìn)行切割，無需掃描整個斷面，所以這是一個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