四种典型的快速成型技术的成型原理

四种典型的快速成型技术的成型原理

一、激光烧结成型原理

激光烧结成型（Selective Laser Sintering，简称SLS）是一种快速成型技术，其成型原理是利用激光束对粉末材料进行烧结，逐层堆积形成所需的三维实体。

激光烧结成型的过程主要包括以下几个步骤：首先，利用计算机辅助设计（CAD）软件将待制造的物体进行三维建模，并将模型数据转化为机器能够识别的格式。然后，将烧结材料粉末均匀地铺在工作台上，使其表面平整。接下来，利用激光束控制系统，将激光束按照预定的路径和参数扫描在粉末层表面，使其局部熔融烧结。激光束的能量使粉末颗粒之间发生熔融和烧结，形成一层固体物质。再次铺上一层新的粉末材料，重复上述步骤，逐层堆积，直至形成整个三维实体。最后，将成品从未熔融的粉末中清理出来，并进行后续处理，如热处理或表面处理。

激光烧结成型技术具有成型速度快、制作精度高、制造复杂度高等优点。由于其成型过程中无需使用支撑材料，可以制造出具有复杂内部结构的零件，因此被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。

二、光固化成型原理

光固化成型（Stereolithography，简称SLA）是一种常见的快速成

型技术，其成型原理是利用紫外线激光束对光固化树脂进行逐层固化，最终形成所需的三维实体。

光固化成型的过程主要包括以下几个步骤：首先，利用计算机辅助设计（CAD）软件将待制造的物体进行三维建模，并将模型数据转化为机器能够识别的格式。然后，将液态光固化树脂均匀地铺在工作台上。接下来，利用紫外线激光束扫描器，将激光束按照预定的路径和参数照射在树脂表面，使其局部固化。激光束的能量使树脂中的光敏物质发生聚合反应，从而使树脂由液态变为固态。再次涂覆一层新的液态光固化树脂，重复上述步骤，逐层固化，最终形成整个三维实体。最后，将成品从未固化的树脂中清洗出来，并进行后续处理，如烘干或光刻。

光固化成型技术具有成型速度快、制造精度高、制造复杂度高等优点。由于其成型过程中需要使用支撑材料，因此在成品制造完成后需要进行支撑材料的去除和表面处理。光固化成型广泛应用于医疗、珠宝、模型制作等领域。

三、喷墨成型原理

喷墨成型（Inkjet Printing，简称IJM）是一种快速成型技术，其成型原理是利用喷墨头对液态材料进行喷射，逐层堆积形成所需的三维实体。

喷墨成型的过程主要包括以下几个步骤：首先，利用计算机辅助设

计（CAD）软件将待制造的物体进行三维建模，并将模型数据转化为机器能够识别的格式。然后，将液态材料装入喷墨头的墨囊中。接下来，利用喷墨头控制系统，将喷墨头按照预定的路径和参数对工作台上的材料进行喷射。喷墨头通过喷射液态材料形成液滴，液滴在空气中快速凝固，逐层堆积，最终形成整个三维实体。最后，将成品从未凝固的液态材料中清理出来，并进行后续处理，如固化或表面处理。

喷墨成型技术具有成型速度快、制造成本低、制造复杂度高等优点。由于其成型过程中使用的是液态材料，因此在成品制造完成后需要进行固化或其他处理。喷墨成型广泛应用于家用产品、玩具、装饰品等领域。

四、粉末热熔成型原理

粉末热熔成型（Powder Bed Fusion，简称PBF）是一种常见的快速成型技术，其成型原理是利用热源将粉末材料逐层熔化并固化，最终形成所需的三维实体。

粉末热熔成型的过程主要包括以下几个步骤：首先，利用计算机辅助设计（CAD）软件将待制造的物体进行三维建模，并将模型数据转化为机器能够识别的格式。然后，将热熔粉末均匀地铺在工作台上。接下来，利用热源（如激光束或电子束）将粉末层的局部区域加热至熔点以上，使其熔化。熔化的粉末颗粒在熔融状态下与前一

层已固化的材料相接触，迅速冷却并固化。再次铺上一层新的热熔粉末，重复上述步骤，逐层熔化和固化，最终形成整个三维实体。最后，将成品从未熔融的粉末中清理出来，并进行后续处理，如热处理或表面处理。

粉末热熔成型技术具有成型速度快、制造精度高、制造复杂度高等优点。由于其成型过程中无需使用支撑材料，可以制造出具有复杂内部结构的零件，因此被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。