快速成型典型工艺简介

快速成形典型工艺简介

关键词及简称

光固化成形（简称：SLA或AURO）光敏树脂为原料

熔融挤压成形（简称：FDM或MEM）ABS丝为原料

光固化成形

光固化成形是最早出现的快速成形工艺。其原理是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。这种液态材料在一定波长(x=325nm)和强度(w=30mw)的紫外光的照射下能迅速发生光聚合反应, 分子量急剧增大, 材料也就从液态转变成固态。

图1光固化工艺原理图

工艺过程为：液槽中盛满液态光固化树脂，激光束在偏转镜作用下, 能在液体表面上扫描, 扫描的轨迹及激光的有无均由计算机控制, 光点扫描到的地方, 液体就固化。成型开始时，工作平台在液面下一个确定的深度，液面始终处于激光的焦平面，聚焦后的光斑在液面上按计算机

的指令逐点扫描即逐点固化。当一层扫描完成后，未被照射的地方仍是液态树脂。然后升降台带动平台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂，刮平器将粘度较大的树脂液面刮平，然后再进行下一层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕, 得到一个三维实体原型。

光固化工艺的设备做出的零件其优点是精度较高、表面效果好，零件制作完成打磨后，将层层的堆积痕迹去除。光固化工艺是运行费用最高，且强度低无弹性，无法进行装配。光固化工艺设备的原材料很贵，种类不多。光固化设备的零件制作完成后，还需要在紫外光的固化箱中二次固化，用以保证零件的强度。液漕内的光敏树脂经过半年到一年的时间就要过期，所以要有大量的原型服务以保证液漕内的树脂被及时用完，否则新旧树脂混在一起会导致零件的强度下降、外形变形。如需要更换不同牌号的材料就需要将一个液漕的光敏树脂全部更换，工作量大、树脂浪费很多。一年内液漕光敏树脂必须用完否则将会变质，用户需要重新投入近十万元采购光敏树脂。三十万的端面泵浦固体紫外激光器只能用1万小时，使用两年后激光器更换需要二次投入三十万的费用。振镜系统也是有易损件，再次更换需要十几万元的投入。由于设备的运行费用高，这种设备一般被大型集团或有足够资金的企业采购。

熔融挤压成形

熔融挤压成形工艺是利用热塑性材料的热熔性、粘结性，在计算机控制下层层堆积成型。熔融挤压成形工艺原理是材料先抽成丝状，通过送丝机构送进喷头，在喷头内被加热熔化，喷头沿零件截面轮廓和填充

轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结，层层堆积成型。

图2熔融挤压工艺原理图

熔融挤压成形设备的优点是国内外现有设备中运行成本最低的。此种工艺的设备无需激光器，省掉二次投入的大量费用；此种工艺的特点是既可以将零件的壁内做成网状结构，也可以将零件的壁做成实体结构。这样当零件壁内是网格结构时可以节省大量材料。由于原材料为ABS塑料（密度小），所以一公斤材料可以制作大量原型。而且原材料的品种多，原材料的更换只需要将丝盘更换既可，操作方便，利于用户根据不同的零件选择不同的材料。熔融挤压成形的零件成形样件强度好、易于装配、且在产品设计、测试与评估等方面得到广泛应用。由于熔融材料堆积成形工艺具有一些显著优点，该工艺发展极为迅速。由于运行成本低，在江浙和广东地区被众多民营企业采购，也是众多学校采购的首选。