激光快速成型的特点与工艺(图)

手板模型按加工方式，主要可分为CNC数控加工，另外就是激光快速成型加工，本文主要介绍关于快速成型技术的制作原理与要点。

快速成型技术的特点：

与传统材料加工技术相比,快速成型具有鲜明的特点：

1．数字化制造。

2．高度柔性和适应性。可以制造任意复杂形状的零件。

3．直接CAD模型驱动。如同使用打印机一样方便快捷。

4．快速。从CAD设计到原型(或零件)加工完毕，只需几十分钟至几十小时。

5．材料类型丰富多样，包括树脂、纸、工程蜡、工程塑料（ABS等）、陶瓷粉、金属粉、砂等，可以在航空，机械，家电，建筑，医疗等各个领域应用。

快速成型的主要工艺：

RP技术结合了众多当代高新技术：计算机辅助设计、数控技术、激光技术、材料技术等，并将随着技术的更新而不断发展。自1986年出现至今，短短十几年，世界上已有大约二十多种不同的成形方法和工艺，而且新方法和工艺不断地出现。目前已出现的RP技术的主要工艺有：

1.PCM工艺:无木模铸造。

2.SL工艺:光固化/立体光刻 。

3.FDM工艺:熔融沉积成形。

4.SLS工艺:选择性激光烧结。

5.LOM工艺:分层实体制造。

6.3DP工艺:三维印刷。

模型放置与添加零件支撑：

为了防止成型过程中零件的翘曲变形，需要给零件添加支撑。AFS（快速成型系统）提供了两种支撑方法，一种是网格支撑，一种是基于切片和零件形状的支撑。因为支撑只是在零件烧结成型的过程中防止零件翘曲变形，零件成型以后，支撑是需要去除的，因此支撑再烧结温度要小于零件的烧结温度。也就是激光束在扫描经过支撑的时候，激光器的功率要降低，扫描密度要降低，扫描线宽要增大。这样，支撑的烧结强度就低，成型以后很容易去除。如图2所示，成型零件是一个吸尘器的封盖，当封盖模型经过缩放处理后就可以添加支撑了，涂颜色的部分即是添加的支撑。添加支撑的原则是对那些悬掉点、下棱线、倾斜角度过大的表面三种结构需要加支撑。因此在放置模型时就应该考虑到支撑的放置问题。一般对表面质量要求较高的面最好放置为顶面，特别是对于细小凸起，更要放置在顶面；同时，如果凸起的尺寸太小，需要对凸起高度进行一定比例的放大。对于细长的悬臂类结构件最好横放，竖放难以保证悬臂的直线度。为了提高扫描的效率，一般应考虑将尺寸较大的边横放，减少扫描的层数，缩短加工时间。

激光快速成型的特点与工艺广州盛域

2012年5月

快 速 成 型 与 自 动 化 技 术 Rapid prototyping ＆ automation technology 快速成型技术是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。以常用的激光快速成型来进行简单总结其工艺过程中的一些要点。第 1 页

成型零件数据处理：

成型零件要经过数据转换与处理。处理的软件分

别有：三维CAD造型软件（如PRO/

E、SolidWorks、SolidEdge或UG等）、数据转换

与处理软件（MAGIC9.0）和监控软件

（AFSWin）。造型软件都是市场上已有的，主要

负责成型零件的几何造型，然后将创建的零件模

型输出为STL格式。数据转换与处理软件MAGIC9.0

打开STL文件，并进行一些数据处理与参数设置。

模型修补与缩放处理：

因为各种三维造型软件都有自己的数据格式，三

维造型软件创建的模型需要进行格式转换导出为

STL格式，因此有可能会造成部分数据的丢失，MAG-IC9.0打开STL格式的模型文件时要进行广州盛域

快 速 成 型 与 自 动 化 技 术 Rapid prototyping ＆ automation technology 2012年5月

检查，如发现模型中有错误或存在面的缺损，则需要进行错误修复与模型修补。因为零件是在高温下烧结成型的，成型以后回到常温下，零件都有一个收缩，因此，为了抵消这种收缩，一般是根据材料的不同进行模型放大补偿，一般沿Z向放大1.005。而根据成型以后的零件所作的用途还要给CAD模型作另外的缩放处理。例如用石腊作为成型材料做消失模。如果消失模是用来铸造铝件，那么要CAD模型整体放大1%，如果消失模是用来铸造钢件，那么要给CAD模型整体放大2%。根据模具铸造材料的不同选择不同的缩放比例。

快速成形制件适合于单件制造，且制件材料为工艺规定的专用材料，因此制件的材料性能有一定的局限性。将RP技术与真空注型技术或精密铸造技术结合起来应用，不仅可以满足产品设计对特定材质的要求，而且可以快速实现新产品的小批量生产。应用RP、硅胶模和真空注型工艺可以实现小批量塑料件的快速制造，如手机或电子产品外壳的小批量制作。 第 2 页