光固化快速成型設(shè)備的簡單介紹

1、班級：摘要自從1988年3DSystems公司最早推出SLA商品化快速成型機SLA-250以來，SLA已成為目前世界上研究最深入、技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的一種快速成型工藝方法。它以光敏樹脂為原料，通過計算機控制紫外激光使其凝固成型。這種方法能簡捷、全自動地制造出表面質(zhì)量和尺寸精度較高、幾何形狀較復(fù)雜的原型。這里主要是在介紹光固化成形的原理和特點的基礎(chǔ)上介紹光固化成型設(shè)備。正文20世紀70年代末到80年代初期，美國3M公司的AlanJ.Hebert（1978）、日本的小玉秀男（1980）、美國UVP公司的CharlesW.Hull（1982）和日本的丸谷洋二（1983），在不同的地點各自獨立地提

2、出了RP的概念，即利用連續(xù)層的選區(qū)固化產(chǎn)生三維實體的新思想。CharlesHull在UVP的繼續(xù)支持下，完成了一個能自動建造零件的稱之為SLA-1的完整系統(tǒng)。同年，CharlesHull和UVP的股東們一起建立了3DSystems公司，并于1988年首次推出SLA-250機型。目前，研究光固化成型（SLA）設(shè)備的單位有美國的3DSystems公司、Aaroflex公司，德國的EOS公司、F&S公司，法國的Laser3D公司，日本的SONY/D-MEC公司、TeijinSeiki公司、DenkenEngieering公司、Meiko公司、Unipid公司、CMET公司，以色列的Cubital公司

3、以與國內(nèi)的XX交通大學(xué)、XX聯(lián)泰科技XX、華中科技大學(xué)等。在上述研究SLA設(shè)備的眾多公司中，美國3DSystems公司的SLA技術(shù)在國際市場上占的比例最大。3DSystems公司在繼1988年推出第一臺商品化設(shè)備SLA-250以來，又于1997年推出了SLA250HR、SLA3500、SLA5000三種機型，在光固化成型設(shè)備技術(shù)方面有了長足的進步。其中，SLA3500和SLA5000使用半導(dǎo)體激勵的固體激光器，掃描速度分別達到2.54m/sec和5m/sec，成層厚最小可達0.05mm光固化成型的基本原理光固化樹脂升降臺2掖體表面一1液槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂，氦一鎘激光器或氬離子激光器發(fā)出的紫外

4、激光束在控制系統(tǒng)的控制下按零件的各分層截面信息在光敏樹脂表面進行逐點掃描，使被掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化，形成零件的一個薄層。一層固化完畢后，工作臺下移一個層厚的距離，以使在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂，刮板將粘度較大的樹脂液面刮平，然后進行下一層的掃描加工，新固化的一層牢固地粘結(jié)在前一層上，如此重復(fù)直至整個零件制造完畢，得到一個三維實體原型。光固化成型制造過程中殘留的多余樹脂因為樹脂材料的高粘性，在每層固化之后，液面很難在短時間內(nèi)迅速流平，這將會影響實體的精度。采用刮板刮切后，所需數(shù)量的樹脂便會被十分均勻地涂敷在上一疊層上，這樣經(jīng)過激光固化后可以得到較好的精度，使產(chǎn)

5、品表面更加光滑和平整。吸附式涂層結(jié)構(gòu)吸附式涂層機構(gòu)在刮板靜止時，液態(tài)樹脂在表面X力作用下，吸附槽中充滿樹脂。當刮板進行涂刮運動時，吸附槽中的樹脂會均勻涂敷到已固化的樹脂表面。此外，涂敷機構(gòu)中的前刃和后刃可以很好地消除樹脂表面因為工作臺升降等產(chǎn)生的氣泡。光固化成型技術(shù)的特點優(yōu)點：成型過程自動化程度高：SLA系統(tǒng)非常穩(wěn)定，加工開始后，成型過程可以完全自動化，直至原型制作完成。尺寸精度高：SLA原型的尺寸精度可以達到0.lmm。優(yōu)良的表面質(zhì)量：雖然在每層固化時側(cè)面與曲面可能出現(xiàn)臺階，但上表面仍可得到玻璃狀的效果?？梢灾谱鹘Y(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的模型、尺寸比較精細的模型可以直接制作面向熔模精密鑄造的具有中空結(jié)構(gòu)

6、的消失型制作的原型可以一定程度地替代塑料件缺點：制件易變形：成型過程中材料發(fā)生物理和化學(xué)變化較脆，易斷裂性能尚不如常用的工業(yè)塑料設(shè)備運轉(zhuǎn)與維護成本較高：液態(tài)樹脂材料和激光器的價格較高使用的材料較少：目前可用的材料主要為感光性的液態(tài)樹脂材料液態(tài)樹脂有氣味和毒性，并且需要避光保護，以防止提前發(fā)生聚合反應(yīng)，選擇時有局限性需要二次固化：經(jīng)快速成型系統(tǒng)光固化后的原型樹脂并未完全被激光固化光固化快速成型材料與設(shè)備3DSystems公司的SLA-250機型3DSystems公司的SLA-3500機型3DSystems公司的SLA-5000機型3DSystems公司的SLA-7000機型3DSystems公司的Vipersi2SLA機型3DSystems公司的ViperProSLA機型SPS600成型機LPS600成型機國內(nèi)XX交通大學(xué)在光固化成型技術(shù)、設(shè)備、材料等方面進行了大量的研究工作，推出了自行研制與開發(fā)的SPS、LPS、和CPS三種