快速成型工艺
四种常见快速成型技术
四种常见快速成型技术第一种常见快速成型技术：数控加工技术。
数控加工技术是一种机器控制加工技术，利用计算机及其相应的程序控制生产设备，进行机械加工，使得一次处理能完成的で一台以上的机器工具构成的加工中心,部件在台面上面固定，四个或以上的自动工具装在滑轨上, 根据电脑程序指定的加工参数，自动更换、安装选择夹具，分别做加工工作，从而完成制件定位、撬开、冲孔、攻丝、开槽、铰榫等复杂加工工作。
数控加工技术主要采用机械加工加工，适用于大批量生产或多种多样零件快速、高效率、低成本加工，且图纸精度高、表面光洁度高等。
第二种常见快速成型技术：熔融塑料成型技术。
熔融塑料成型技术首先将原料加工成模板，然后将模板放入机器中，当原料温度到达要求时，机器自动把原料按照设定的温度、时间及力度压入模具内，形成冷却后的成型物体。
这种技术利用塑料的特性，具有效率高，成型精度高，成型时根据原料的特性可以做出不同的加工处理，并且具有强度大，防水，耐高低温的特点，适用于各种塑料制品的快速成型。
第三种常见快速成型技术：射出成型技术。
射出成型技术指在机械压力下将原料熔融输送到射出模具成型模块中，随后由冷却系统冷却，完成制件的快速成型。
这种技术主要用于金属铸件、塑料件等的制造，具有造件精度高，尺寸稳定性好，表面光洁，强度高，厚度一致，成型快，节省材料等优点。
第四种常见快速成型技术：热压成型技术。
热压成型技术是把金属或塑料原料置于型模具内，用压力和热量同时共同作用，使金属和塑料原料发生塑性变形而成型的一种快速成型技术。
该技术采用型模具可以实现造型精度高、制件造型美观，制造完后制件可以免去热处理步骤；并且利用该技术进行多余的金属屑的再生，形成复合制件，极大的降低了制件的生产成本。
四大快速成型工艺和优缺点
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的粘结在前一层上，如此重复不已，直到整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面，即可取出工 件，进行清洗和表面光洁处理。 光敏树脂选择性固化快速成型技术适合于制作中小形工件，能直接得到塑料产品。主要用于概念模型的原 型制作，或用来做装配检验和工艺规划。它还能代替腊模制作浇铸模具，以及作为金属喷涂模、环氧树脂 模和其他软模的母模，使目前较为成熟的快速原型工艺。 SLA 快速原型技术的优点是： 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。 SLA 快速原型的技术缺点： 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位都能可靠定位。
粉末材料选择性烧结快速成型工艺适合于产品设计的可视化表现和制作功能测试零件。由于它可采用各种 不同成分的金属粉末进行烧结、进行渗铜等后处理，因而其制成的产品可具有与金属零件相近的机械性能， 故可用于制作 EDM 电极、直接制造金属模以及进行小批量零件生产。 SLS 快速成型技术的优点是：
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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、所制作的原型产品具有较高的硬度，可进行 功能试验。 SLS 快速原型技术缺点是： 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、 表面的粗糙度受到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。
机械工艺制造基础课程快速成型
04
快速成型工艺流程
数据处理与模型设计
数据处理
将三维模型数据进行格式转换、修复 、优化等处理，以满足快速成型设备 的要求。
模型设计
使用CAD软件进行产品或零件的三维 模型设计，并进行必要的结构优化和 细节处理。
原型制造
选择材料
根据实际需求选择适合的快速成型材料，如光敏树脂、塑料、金属粉末等。
原型制造
玻璃材料
具有透明度高、化学稳定性好等 特点，适用于对光学性能要求较 高的快速成型。
03
快速成型设备
激光快速成型机
激光快速成型机是利用激光束将材料熔化或烧结，通过逐层堆积材料形成三维实体 。
激光快速成型机具有高精度、高效率和高灵活性的特点，适用于复杂形状和高精度 要求的零件制造。
激光快速成型机需要使用高纯度、高反射率的材料，如金属粉末、塑料粉末等。
• 医学研究：在医学研究中，快速成型技术可以用于制作疾病 模型或药物测试模型。这种技术可以帮助研究人员更好地理 解疾病的发病机制和药物的作用机制，加速医学研究的进程 。
• 生物材料研究：在生物材料研究中，快速成型技术可以用于 制作生物材料的原型或结构模型。这种技术可以帮助研究人 员更好地了解生物材料的性能和特点，为生物材料的应用和 发展提供支持。
通过快速成型技术制作出的 原型，可以帮助设计师更好 地理解产品的外观、结构和 功能。这种直观的感受有助 于提高设计的质量和完整性 。
模具制造
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
快速模具制造
在模具制造领域，快速 成型技术可以用于制作 模具的原型或部分结构 。与传统模具制造方法 相比，快速成型技术具 有更高的灵活性和效率 。
将处理后的数据输入快速成型设备，经过一系列的物理或化学过程，制造出三 维实体原型。
快速成型的技术ppt课件
• 该工艺的特点是成形速度快，成形材料价格低，适合做 桌面型的快速成形设备。并且可以在粘结剂中添加颜料， 可以制作彩色原型，这是该工艺最具竞争力的特点之一， 有限元分析模型和多部件装配体非常适合用该工艺制造。 缺点是成形件的强度较低，只能做概念型使用，而不能做 功能性试验。
• 三维印刷(3DP)－－高速多彩的快速成型工艺
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。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
• 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、
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 ）－制作大型铸件的快速成型工艺
四种常见快速成型技术
四种常见快速成型技术FDM丝状材料选择性熔覆 Fus ed Dep osi tion Mod eling 快速原型工艺是一种不依*激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法,简称FDM。
丝状材料选择性熔覆的原理室,加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动。
热塑性丝状材料如直径为1.78m m的塑料丝由供丝机构送至喷头,并在喷头中加热和溶化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。
一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层"画出"截面轮廓,如此循环,最终形成三维产品零件。
这种工艺方法同样有多种材料选用,如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。
这种工艺干净,易于操作,不产生垃圾,小型系统可用于办公环境,没有产生毒气和化学污染的危险。
但仍需对整个截面进行扫描涂覆,成型时间长。
适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。
由于甲基丙烯酸ABS M AB S 材料具有较好的化学稳定性,可采用加码射线消毒,特别适用于医用。
但成型精度相对较低,不适合于制作结构过分复杂的零件。
FD M快速原型技术的优点是：1、操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。
2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、尺寸精度较高,表面质量较好,易于装配。
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、材料利用率高。
6、可选用多种材料,如可染色的A BS和医用A BS、PC、PP SF等。
FDM快速原型技术的缺点是：1、做小件或精细件时精度不如SLA,最高精度0.127mm。
2、速度较慢。
SL A敏树脂选择性固化是采用立体雕刻Stereo litho gra phy原理的一种工艺,简称SLA,也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。
在树脂液槽中盛满液态光敏树脂,它在紫外激光束的照射下会快速固化。
快速成型工艺的基本流程
快速成型工艺的基本流程快速成型工艺简介什么是快速成型工艺快速成型工艺（Rapid Prototyping，简称RP）是一种利用计算机辅助设计和制造技术，通过相继固化材料，逐层堆积形成所需产品的一种快速制造工艺。
它通过直接处理数据文件，并通过逐层叠加材料的方式，不用模具，实现了从CAD模型到实体产品的快速转化。
快速成型工艺的意义快速成型工艺是工业制造领域中的一项重要技术，它的出现大大缩短了产品开发周期，提高了产品设计的灵活性和精确度，降低了制造成本，促进了现代制造业的发展。
快速成型工艺的基本流程快速成型工艺的一般流程快速成型工艺的一般流程包括：1.CAD设计：首先，通过计算机辅助设计软件（CAD）进行产品的三维建模。
2.STL文件生成：将设计好的产品模型文件导出为标准三维打印格式的文件，通常是STL文件格式。
3.制造参数设置：根据所选的快速成型工艺方法和材料的特性，设置好相应的制造参数，如层厚、填充密度等。
4.打印准备工作：根据所选快速成型工艺的要求，准备相应的打印设备和材料。
5.快速成型工艺的处理：将STL文件导入快速成型机器中，通过计算机控制，逐层叠加材料，并按照预设的层厚进行固化或粘接。
6.后处理：完成打印后，对产品进行去除支撑结构、研磨平整、喷涂、热处理等后续处理工作，以获得符合要求的成品。
快速成型工艺常用方法光固化造型（Stereolithography，缩写SLA）SLA是一种常见的快速成型工艺方法，它利用紫外线激光束逐层照射光敏感树脂，使其固化成固体。
具体流程如下：1.准备工作：准备好SLA设备和液体光敏感树脂。
2.数据预处理：将CAD设计好的模型转换为STL文件，并设置切片参数。
3.光固化：在液体树脂中，利用激光束逐层照射，使树脂固化。
4.后处理：将固化后的产品从液体中取出，去除支撑结构，使用紫外线曝光设备进行后固化。
熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling，缩写FDM）FDM是另一种常见的快速成型工艺方法，它利用熔融的热塑性材料通过喷头逐层堆积成型。
快速成型制造的几种典型工艺与后处理
应用
汽车、建筑等领域。
选择性激光烧结（SLS）工艺
原理
01
选择性激光烧结技术采用粉末材料作为原料，通过计算机控制
激光束对材料进行选择性烧结，最终得到三维实体。
特点
02
选择性激光烧结技术适合制作金属零件，具有较高的强度和硬
度。
应用
03
航空航天、汽车等领域。
三维打印（3DP）工艺
原理
三维打印技术采用粉末或液体材料作为原料，通过计算机控制喷嘴 将材料逐层喷射到成型区，最终得到三维实体。
用于制造轻量化结构件和复杂 零部件。
新产品开发
用于制造产品原型，方便进行 设计验证和功能测试。
医疗器械制造
用于制造医疗设备和器械，如 手术器械、假肢等。
教育领域
用于教学和实验，让学生更好 地理解产品设计、制造和材料 科学等方面的知识。
02
几种典型的快速成型工艺
立体光刻（SL）工艺
原理
立体光刻技术采用光敏树脂作为 原料，通过计算机控制紫外激光 束照射到光敏树脂表面，逐层固
在汽车制造领域，快速成型制造技术可以用于生产汽车设计原型，这些原型可以用于测试、修改等。
应用案例四：文化创意领域
艺术品
快速成型制造技术可以用于生产艺术品，如雕塑、装置艺术等。
玩具
在文化创意领域，快速成型制造技术可以用于生产玩具，这些玩具可以用于娱乐、教育等。
THANKS。
应用案例二：医疗领域
医疗器械
快速成型制造技术可以用于生产医疗器械，如手术器械、牙 科器械等。
人体模型
在医疗领域，快速成型制造技术可以用于生产人体模型，这 些模型可以用于手术模拟、康复训练等。
应用案例三：汽车制造领域
2.1第二章_快速成型制造工艺--I
ξ2 快速成型制造工艺
支撑结构的作用和类型：
作用：支撑作用和减少翘曲变形。
类型：斜支撑
主要用于支撑悬臂结构部分，在 成型过程中为悬臂提供支承，同 时也约束悬臂的翘曲变形。
直支撑
主要用于支承腿部结构
ξ2 快速成型制造工艺
• 有时为了减少支撑量，以节省材料及方便后处理，也 经常采用倾斜摆放。确定摆放方位以及后续的施加支 撑和切片处理等都是在分层软件系统上实现。 • 对于上述的小扳手，由于其尺寸较小，为了保证 轴部外径尺寸以及轴部内孔尺寸的精度，选择直立摆
放，如图2-2c所示。同时考虑到尽可能减小支撑的批
次，大端朝下摆放。
生聚合反应，选择时有局限性。
需要二次固化
经快速成型系统光固化后的原型树脂并未完 全被激光固化。
较脆，易断裂性能尚不如常用的工业塑料
ξ2 快速成型制造工艺
二、 光固化快速原型的工艺过程
光固化快速原型的制作一般可以分为前处理、原型制作和
后处理三个阶段。
（一）前处理
前处理阶段主要是对原型的CAD模型进行数据转换、摆放方位确定、 施加支撑和切片分层，实际上就是为原型的制作准备数据。下面以某一小 扳手的制作来介绍光固化原型制作的前处理过程。
成型方向选择
表面处理 表面处理
＊＊＊＊＊
切片处理
快速成型制作过程
ξ2 快速成型制造工艺
快速成型制造系统
快 速 成 型 产 品 造 型
产 品 原 型
ξ2 快速成型制造工艺
快速成型制造技术从广义上讲可以分成两类：材料叠加和材料去除。下 图给出了当前众多快速成型工艺根据材料和构建技术不同进行的分类。
ξ2 快速成型制造工艺
ξ2 快速成型制造工艺
快速成型工艺
快速成型工艺快速成型工艺是一种先进的制造技术，它可以快速地制造出各种复杂的零件和产品。
这种技术的出现，极大地提高了制造业的效率和质量，同时也为各行各业的发展带来了新的机遇。
快速成型工艺的基本原理是利用计算机辅助设计软件将三维模型转化为可供机器识别的数字化文件，然后通过快速成型机器将数字化文件转化为实体模型。
这种技术可以快速地制造出各种复杂的零件和产品，而且制造出来的产品精度高、质量好、成本低，可以满足各种不同的需求。
快速成型工艺的应用范围非常广泛，它可以应用于汽车、航空、医疗、电子、玩具等各个领域。
在汽车制造领域，快速成型工艺可以用于制造汽车零部件，如发动机、变速器、底盘等。
在航空领域，快速成型工艺可以用于制造飞机零部件，如机翼、机身、发动机等。
在医疗领域，快速成型工艺可以用于制造人体器官模型、义肢、牙齿矫正器等。
在电子领域，快速成型工艺可以用于制造手机外壳、电脑键盘、电视机壳体等。
在玩具领域，快速成型工艺可以用于制造各种玩具模型、动漫人物等。
快速成型工艺的优点主要有以下几点：1.快速成型工艺可以快速地制造出各种复杂的零件和产品，而且制造出来的产品精度高、质量好、成本低。
2.快速成型工艺可以大大缩短产品的研发周期，提高产品的研发效率。
3.快速成型工艺可以减少产品的设计和制造成本，提高企业的竞争力。
4.快速成型工艺可以满足客户的个性化需求，提高客户的满意度。
快速成型工艺的发展趋势是向着高精度、高效率、低成本、多材料、多功能、智能化的方向发展。
未来，快速成型工艺将会更加广泛地应用于各个领域，成为制造业的重要组成部分。
快速成型工艺是一种先进的制造技术，它可以快速地制造出各种复杂的零件和产品，提高制造业的效率和质量，为各行各业的发展带来新的机遇。
我们应该积极推广和应用这种技术，为社会的发展做出更大的贡献。
四大快速成型工艺和优缺点
四大快速成型工艺和优缺点目前世界上的快速成型工艺主要有以下几种：一、FDM –熔融堆积工艺丝状材料选择性熔覆（Fused Deposition Modeling）快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法，简称FDM。
丝状材料选择性熔覆的原理是，加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作X-Y平面运动。
热塑性丝状材料（如直径为1.78mm的塑料丝）由供丝机构送至喷头，并在喷头中加热和溶化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层薄片轮廓。
一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层"画出"截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。
这种工艺方法同样有多种材料选用，如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。
这种工艺干净，易于操作，不产生垃圾，小型系统可用于办公环境，没有产生毒气和化学污染的危险。
但仍需对整个截面进行扫描涂覆，成型时间长。
适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。
由于甲基丙烯酸ABS（MABS）材料具有较好的化学稳定性，可采用伽马射线消毒，特别适用于医用。
但成型精度相对较低，不适合于制作结构过分复杂的零件。
FDM快速成型技术的优点是：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、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。
FDM快速原型技术的缺点是：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。
二、SLA –树脂光固化工艺光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereolithography）原理的一种工艺，简称SLA，也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速成型技术。
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工件
Z
Z
SLS设备
AFS-320MZ
机器最大尺寸:
320×320×435mm 层厚: 0.08 ～0.3mm 扫描速度: 0～4 m/sec 激光: 50W, CO2, 10.6m
ＳＬＳ扫描方式
平行长边扫描：扫描次 数少，相邻条扫描间隔 较长，温度梯度减小， 烧结件内应力降低 平行短边扫描：反之 分形路径扫描 ：薄层 残余拉应力降低，烧结 件强度提高
三维打印
原理：三维打印采用喷嘴（喷墨打印热气泡法 和压电陶瓷振荡法）按照零件截面形状,将液 体喷射基层上，或是使使部分粉末粘接在一起， 形成截面轮廓；或是采用某种方式（如光照， 凝固，化学反应等）使液滴固化。一层成形完 成后，再进行下一层的成形，如此循环，最后 经过后处理，形成原形制件。
Three dimensional printing (3DP)
Laminated Object Manufacturing-LOM
LOM成形系统组成
激光切割系统 箔带供给系统 原材料存储与送进机构 热压装置 可升降工作台 数控系统等
LOM
LOM 设备(ZIPPY-II )
零件最大尺寸: 1180mm×730mm ×550mm 零件精度: X,Y,Z ± 0.25mm 华中科技大学
Fused Deposition Modeling(FDM)
FDM 层成形方式
FDM 产生的横截面
Filament Heated FDM Head Molten Filament
Supply
FDM的走丝不能交叉,否则 会在层面上形成高点
FDM设备
MEM-250
机器最大尺寸: 250×250×250mm 零件精度: ～0.15mm 扫描速度: 0～500 mm/sec 材料: 蜡, ABS 以及尼龙丝 清华大学
SLS烧结件后处理
粉末经过激光烧结后形成原型或零件坯体，需 经后处理提高力学性能和热学性能 由金属粉末烧结制件（green part）放入加热 炉将结合剂烧尽，金属粒子烧结粘结（brown part），具渗透功能 炉内添加渗透剂金属，高温下变成液体，经过 毛细管作用渗透至brown part中，成为致密金 属零件 烧结件后处理方法：有高温烧结、热压烧结、 热等静压、熔浸、浸渍
不同的三维打印设备
熔融的 塑料 平面刀具 熔融的 蜡 熔融的 塑料 96个喷嘴的打印头
Sander公司的
3D System公司的
Model Maker
Multi-Jet Modeling
液滴喷射机理
压电式喷射
按需下落(Drop on Demand )
连续喷射(Continuous ink-jet )
SLA
SLA成形系统
光学部分：紫外激光器（位置精度0.008mm， 重复精度0.13mm）；激光束扫描装置（电流 计驱动：尺寸小，精度高；X-Y绘图仪方式： 高精度，大尺寸） 树脂容器系统：树脂容器（不锈钢，树脂费 用昂贵）；升降工作台（步距可小于 0.02mm）；重复涂层装置（使树脂迅速、均 匀覆盖在固化层上） 数控系统和控制软件：核心是激光束扫描器 后固化装置：强紫外光固化
SLA改进技术
SLA 应用
鞋底 排气管
微型零件
SLA 用于医学工程
bone
skull
SLA特点
精度较高 技术成熟 悬臂件需要支撑 树脂存在收缩 具有一定毒性
薄型材料选择性切割(LOM)
原理：将薄膜按照CAD分层模型所获数据，用 激光束将单面涂有热融胶的薄膜切割成所需原 型的内外轮廓，然后将新一层的薄膜叠加在上 面，通过热压装置加热与下面已切割层粘合在 一起，逐层切割、粘合，直至完成原型。
快速成形技术 （Rapid Prototyping--RP）
快速成形的概念
三维物体
切片
层制造
叠加
快速成形的基本原理
一种基于离散/堆积成形思想的新型成形技 术，是将计算机设计产生的实体模型，由 层层堆积的方式，以快速、自动化的流程 制作出来。
所有RP制造的本质：模型离散与层片叠加 过程的统一。
3D模型
激光 扫描
零件
CT 扫描
STL 格式文 件
前处理
RP 步骤
切片
叠层制造 自由成形 原型
后处理 后处理
最终零件
3D 软件
3D 模型
STL 文件
快速成形的特点
1、快速成形技术采用离散/堆积成形的原理，自动完成从 电子 模型（CAD）到物理模型（原型和零件）的转换。 2、快速成形技术具有高度的柔性。 3、快速成形技术实现了机械工程学科多年来追求的两大先进目 标，即材料提取（气、液、固相）过程与制造过程一体化和 设计(CAD)与制造(CAM)一体化。 4、通过对一个CAD模型的修改或重组就可获得一个新零件的设 计和加工信息。从几小时到几十小时制造一个零件，具有突 出快速制造的优点。 5、与反求工程（(Reverse Engineering)相结合，成为快速开 发新产品的有力工具。
SLS的其他应用
直接制作铸造熔模 ：蜡粉，树脂粉，低熔点 高分子树脂与蜡复合材料等
翻制蜡模压型
直接制作铸造型壳 ：采用反应性树脂包覆之 陶瓷粉激光烧结成铸造型壳，经过一定后处理 得到铸造用的型壳
丝状材料选择性融覆
原理：加热器将热塑性材料加热成液态，根据 片层参数控制加热喷头沿模型断面层扫描，挤 压并控制液体流量，使液体均匀铺撒在断面层 上，快速冷却凝固并与上一层连接在一起，这 样逐层叠加，形成原型。
热气泡喷射
三维打印
Z402 System 基本构造
供粉升降电机
成形平台升降电机
废粉收集 粘接液回收
3DP特点
设备简单、成本低、体积小 材料便宜，可选择多种不同性能和不同用途 的材料 工作过程中无污染 成形速度快 成形复杂几何尺寸的产品不需要支撑 无需激光系统，运行费用低且可靠性高，安 装、使用简单、维护保养方便
SLA改进技术
在SLA的基础上又产生了以色列的Cubital 公司的Solider系 统。该法成形每一层时要经过多个步骤。它也要用液态树脂成形。 预先制好一系列的模板。模板可以重复利用。模板中的透明部分 就是模型被切片后的截面形状。紫外光透过透明部分，使树脂固 化。清除没有固化的部分，以蜡填充(蜡起支撑作用)。然后将二 者铣成同一厚度，作为下一层的加工平台。如此叠加完毕后，原 型嵌在蜡块中。熔掉蜡后剩下的就是原型。 SOLIDER系统特点适于制造大型的原型。用4kw的灯照射 比激光要快得多。SOLIDER 5600型成形机的加工尺寸为 500mm×350mm×500mm。
光敏树脂的选择性固化(SLA)
原理：以光敏树脂为原料，采用计算机控制下 的紫外激光以预定原型各分层截面的轮廓为轨 迹逐点扫描，使被扫描区的树脂薄层产生光聚 合反应后固化，形成薄层截面，一层固化后， 工作台上（或下）移，固化后的树脂表面形成 新的液态树脂，再进行新一层的扫描、固化。
Stereo Lithography Apparatus(SLA)
开始
去除
铺一层粉
喷射粘接剂
降低打印平台
重复
最终零件
三维打印过程简图
三维打印原理
压电喷头 零件 材料微粒
不联通部分 悬臂部分
支撑
升降台
三维打印设备
不同的三维打印设备
粘接剂 沉积并平整可粘接 的粉末 熔融的 塑料
MIT的三维打印
BPM公司的
Ballistic Particle Manufacturing
粉末材料选择性激光烧结(SLS)
原理：成形机按照计算机输出的原型分层轮廓， 采用激光束在指定路径有选择地扫描并熔融工 作台上薄且均匀铺层的材料粉末，一层扫描后， 向上（下）移动工作台，控制完成新一层的烧 结。
Selective Laser Sintering(SL充满氮气的 工作环境 进给缸 工件 工作台 激光束
SLS工作过程
SLS工作过程
SLS工作过程
SLS 应用
SLS特点
可采用多种材料 制造工艺较简单 尺寸精度较高, 表面精度较低 成本适中 成形速度较慢
SLS金属粉末烧结
单一成分粉末：先将粉末预热，再以激光束扫 描、烧结，经热等静压处理，相对密度达到 99.9% 混合粉末（熔点不同）： 使低熔点粉末熔化 (青铜)，将高熔点粉末(镍)熔粘，再经液相烧 结后处理，相对密度达到82% 金属粉末与有机粘结剂粉末：熔化有机粘结剂 (有机玻璃)将金属粉末粘结，再经高温后处理， 去除有机粘结剂，提高强度和耐热强度，并增 加内部组织和性能均匀性。
SLA设备
机器最大尺寸: 350×350×350mm 零件精度: ± 0.1mm 扫描速度: 0～1 m/sec 激光系统: 45mW, HeCd, 325nm 材料: 光敏材料 西安交通大学
SLA 扫描方式
扫描参数：固化深度；扫描间距； 扫描方式：
连续扫描(简单，但需要光开关，能量损失大，树 脂收缩明显，翘曲增加) 分片区域扫描(不用光开关，每个区域内存在连续 扫描缺点) 环形扫描(减少翘曲变形，收缩量小，无需光开光) 三角剖分扫描(具有环形扫描的优点变形小，算法 简单)
SLS烧结其他粉末
陶瓷粉末的烧结 塑料粉末烧结
– 标准的铸造蜡材，可用于失蜡铸造，制造金属原 型、模具等； – 聚碳酸脂,尼龙,ABS等:标准的工业热塑性塑料，可 建造功能模型及原型、坚固的铸芯(代替蜡材，用 于Rapid Casting快速铸造法来建造金属原型及模 具)、复制用的母模，以及砂模铸造用的铸芯；其 特点是坚固而耐热，积建速度快，能造出细微轮 廓及薄壁
扫描方式
连续扫描
SLA特点
(1)SLA设备昂贵，例如一种工作台面较小的SLA—250系统就高 达30万美元以上，加之所采用的紫外激光管每支数万美元，而 使用寿命仅1000多小时，运行费用很高，一般用户特别是国内 企业难以承受； (2)造型用光敏树脂每公斤约l00美元左右，所加工制件成本高， 同时光敏树脂还有一定毒性，需采取防污染措施； (3)分层固化过程中，处于液态树脂中的固化层因漂浮易错位， 须设计支撑结构与原型制件一道固化，前期软件工作量大； (4)由于激光固化液态光敏树脂过程中，材料发生相变，不可避 免地使聚合物收缩产生内部应力，从而引起制件翘曲和其它变 形； (5)成形材料一般是丙烯酸脂或环氧树脂等热固性光敏树脂，不 能反复加热熔化。 3D系统公司是RPM设备开发的龙头，它 最新推出SLA一500／40的制作速度比SLA—500／30快45％。