快速成型设备介绍

快速成型设备总结
快速成形机系统中比较成熟的有SLA、SLS、LOM和FDM等方法。

本文将对这几种方法得成型材料、制件性能、主要用途、方法特点、优缺点及研究单位几个方面进行介绍：
一、SLA（光固化成型法）
成形材料：液态光敏树脂；
制件性能：相当于工程塑料或蜡模；
主要用途：高精度塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。

方法的特点：精度高、表面质量好、原材料利用率将近100%，能成型形状特别复杂(如空心零件)、特别精细（如手饰、工艺品等）的零件。

缺点是设
备价格相对较贵。

优点：
1、系统工作稳定。

系统一旦开始工作，构建零件的全过程完全自动运行，无需专人看管，直到整个工艺过程结束。

2、尺寸精度较高，可确保工件的尺寸精度在0.1mm以内。

3、表面质量较好，工件的最上层表面很光滑，侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平。

4、系统分辨率较高，因此能构建复杂结构的工件。

缺点：
1、随着时间推移，树脂会吸收空气中的水分，导致软薄部分的弯曲和卷翅。

2、氦-镉激光管的寿命仅3000小时，价格较昂贵。

同时需对整个截面进行扫描固化，成型时间较长，因此制作成本相对较高。

3、可选择的材料种类有限，必须是光敏树脂。

由这类树脂制成的工件在大多数情况下都不能进行耐久性和热性能试验，且光敏树脂对环境有污染，使皮肤过敏。

4、需要设计工件的支撑结构，以便确保在成型过程中制作的每一个结构部委都能可靠定位。

研究单位：
美国: 3D Systems公司——SLA系列，Aaroflex公司
日本: SONY/D-MEC公司，Teijin Seiki公司
德国: EOS公司（价格在百万以上）
二、SLS（激光选区烧结法）
成形材料：工程塑料粉末；如聚碳酸酯、尼龙、覆膜金属
制件性能：相当于工程塑料、蜡模、砂型；
主要用途：塑料件、铸造用蜡模、样件或模型
特点：机器比较昂贵,制作的零件表面粗糙，后处理比较麻烦,例如要在表面涂敷环氧树脂固化、打磨等。

还有一个问题是成型件的致密程度较差。

优点：
1、与其他工艺相比，能生产最硬的模具。

2、可以采用多种原料，例如绝大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等。

3、零件的构建时间短，可达到1in/h高度。

4、无需对零件进行后矫正。

5、无需设计和构造支撑。

选择性烧结的最大优点是可选用多种材料，适合不同的用途、所制|考试|大|作的原型产品具有较高的硬度，可进行功能试验。

缺点：
1、在加工前，要花近2小时的时间将粉末加热到熔点以下，当零件构建之后，还要花5-10小时冷却，然后才能将零件从粉末缸中取出。

2、表面的粗糙度收粉末颗粒大小及激光点的限制。

3、零件的表面一般是多孔性的，为了使表面光滑必须进行后处理。

4、需要对加工室不断充氮气以确保烧结过程的安全性，加工的成本高。

5、该工艺产生有毒气体，污染环境。

研究单位：美国的DTM公司、3D Systems公司、德国的EOS公司
三、LOM（叠层实体制造法）
成形材料：涂敷有热敏胶的纤维纸；
制件性能：相当于高级木材；
主要用途：快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。

优点：
1、由于只需要使激光束沿着物体的轮廓进行切割，无需扫描整个断面，所以这是一个高速的快速原型工艺。

零件体积越大，效率越高。

2、加工后零件可以直接使用，无|考试|大|需进行后矫正。

3、无需设计和构建支撑结构。

4、易于使用，无环境污染。

缺点：
1、可实际应用的原材料种类较少，尽管可选用若干原材料，例如纸、塑料、陶土以及合成材料，但目前常用的只是纸，其他箔材商在研制开发中。

2、纸制零件很容易吸潮，必须立即进行后处理、上漆。

3、难以构建精细形状的零件，即仅限于结构简单的零件。

4、由于难以（虽然并非不可能）去除里面的废料，该工艺不宜构建内部结构复杂的零件。

当加工室的温度过高时常有火灾发生。

研究单位：
美国的Helisys公司
日本的Kira公司，Sparx公司
新加坡的Kinergy公司
四、FDM（熔融沉积法）
成形材料：固体丝状工程塑料；
制件性能：相当于工程塑料或蜡模；
主要用途：塑料件、铸造用蜡模、样件或模型
特点：这种技术可在一些小型复杂结构器件的一次整体制造中使用，而无需分件
加工和装配，是一个材料与结构一体化的方法，是发展微机械制造的一条有效途径。

优点：
1、制造系统可用于办公环境，没有毒气或化学物质的危险。

2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。

3、可快速构建瓶状或中空零件。

4、原材料以卷轴丝的形式提供，易于搬运和快速更换。

5、原材料费用低，一般零件均低于20美元。

6、可选用多种材料，如可染色的ABS和医用ABS、浇铸用蜡和人造橡胶。

缺点：
1、精度较低，难以构建结构复杂的零件。

2、垂直方向强度小。

3、速度较慢，不适合构建大型零件。

研究单位：美国的Stratasys公司、MedModeler公司。