快速原型技术——工艺及优势
快速原型设计技术研究
快速原型设计技术研究随着科技的不断发展，越来越多的产业开始将科技融入到自己的业务中。
其中，软件行业得到了极大的发展和推动，因为软件是这个时代的基本生产资料之一。
在软件开发中，原型设计是软件开发流程中不可避免的环节。
为了更快速、更高效的完成软件原型设计，快速原型设计技术应运而生。
快速原型设计技术是指在软件开发的早期阶段，通过快速制定、设计和验证的方式，将软件产品的原型模型快速设计出来。
快速原型设计技术可以在最短时间内设计出高质量、稳定的功能模型，帮助软件开发者更好地理解用户需求，并且提高开发过程中的产品质量。
快速原型设计技术的优点快速原型设计技术的优点在于，可以快速、有效地实现概念的运用和交流。
它的快速原型模型可以直接让用户看到软件的样子，快速了解软件的界面设计和逻辑流程，更好地了解用户需求，从而为开发提供更准确的方向和指导。
此外，快速原型设计技术大大提高了软件开发效率，节约了时间和成本。
在软件开发的早期阶段，使用快速原型技术可以避免因需求改变而导致的后续修改和减少开发过程中的风险。
快速原型设计技术的适用场景快速原型设计技术广泛应用于各种软件开发领域。
一般来说，快速原型设计技术更适用于以下场景：1、需求模糊或有变动的场合。
当用户的需求模糊或有变化，需要及时变更方案时，快速原型设计就可以快速地调整需求，并提供更准确清晰的参考。
2、用户体验设计方面。
用户体验对软件产品来说非常重要，通过快速原型设计可以得到最佳的用户体验设计，并在设计初期就可以验证其有效性与稳定性。
3、多人协作场。
在若干个人需要设计一个复杂的产品时，将他们的创意和想法相互衔接起来需要一个能够快速产生设计效果的工具。
4、商业营销方面。
通过快速原型设计，可以快速将商业策略、目标和营销模型转换成实际的页面和功能，验证其有效性和可行性。
快速原型设计技术的开发工具快速原型设计的目的是快速呈现出产品原型，能快速提高用户和开发者之间的交流和理解效果。
叠层实体快速原型制造工艺的基本原理
叠层实体快速原型制造工艺的基本原理一、引言叠层实体快速原型制造工艺是一种快速制造技术，它可以通过层层堆叠材料来构建三维实体模型。
该技术的优点是快速、灵活、经济，因此在工业设计、医疗器械、航空航天等领域得到了广泛应用。
本文将详细介绍叠层实体快速原型制造工艺的基本原理。
二、基本原理1. 快速成型技术概述快速成型技术（Rapid Prototyping，RP）是指利用计算机辅助设计（CAD）系统将设计模型转化为数字化的三维模型，并通过控制设备对材料进行逐层堆积或逐点加工的方式，直接制造出物理模型或零件的一种现代化制造技术。
2. 叠层实体快速原型制造工艺流程叠层实体快速原型制造工艺流程包括：CAD建模、STL文件生成、切片处理、机器参数设置和加工过程控制等步骤。
3. STL文件生成STL（STereoLithography）文件是一种三角面片格式文件，它描述了一个三维对象表面的几何形状。
在CAD软件中，用户可以将设计模型导出为STL格式文件。
4. 切片处理切片处理是将STL文件分割成多层二维图形的过程，每一层都代表着三维模型的一个截面。
切片厚度的大小决定了最终模型的精度和表面光滑度。
5. 机器参数设置机器参数设置包括材料选择、加工速度、温度控制等参数设置。
不同材料需要不同的加工参数，这些参数会影响到最终模型的质量和性能。
6. 加工过程控制加工过程控制是指通过计算机程序对设备进行控制，使其按照预定路径进行加工。
该过程需要保证设备在加工过程中稳定运行，并及时检测和纠正可能存在的误差。
7. 层层堆积原理叠层实体快速原型制造工艺通过将材料逐层堆积来构建三维实体模型。
在每一层堆积完成后，需要对其进行固化或热塑处理，以保证其稳定性和可操作性。
常用的堆积方式有激光束烧结、喷墨技术、熔融沉积等。
8. 激光束烧结原理激光束烧结是通过高能量激光束将粉末材料进行局部熔化和固化的一种加工方式。
在加工过程中，激光束按照预定路径扫描，将粉末材料逐层烧结成实体模型。
快速成型（RP）技术
快速成型（RP）技术快速成型（RP）技术简介RP技术是80年代后期发展起来的快速成型(Rapid Prototyping 简称RP)技术，被认为是近年来制造技术领域的一次重大突破，其对制造业的影响可与数控技术的出现相媲美。
RP系统综合了机械工程、CAD、数控技术，激光技术及材料科学技术，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想物化为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而可以对产品设计进行快速评价、修改及功能试验，有效地缩短了产品的研发周期。
而以RP系统为基础发展起来并已成熟的快速模具工装制造( Quick Tooling)技术，快速精铸技术(Quick Casting)，快速金属粉末烧结技术(Quick Powder Sintering)，则可实现零件的快速成品。
RP技术，迴异于传统的去除成型(如车、削、刨、磨)，拼合成型(如焊接)，或受迫成型(如铸、锻，粉末冶金)等加工方法，而是采用基于材料累积制造的思想，把三维立体看成是无数平行的、具有不同形状的层面的叠加，能快速制造出产晶原型。
快速原型制造技术(RP)将计算机辅助设计(CAD)、辅助制造(CAM)、计算机辅助控制(CHC)、精密伺服驱动和新材料等先进技术集于一体，依据计算机上构成的产品三维设计模型，对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓，激光选择性的切割一层层的纸(或固化一层层的液态树脂、烧结一层层的粉末材料或热喷头选择快速地熔覆一层层的塑料或选择性地向粉末材料喷射一层层粘结剂等)，形成各截面轮廓并逐步叠加成三维产品。
目前，它已成为现代制造业的支柱技术，是实现并行工程、集成制造技术和技术开发的必不可少的手段之一。
与传统的切削加工方法相比，快速原型加工具有以下优点：(1)可迅速制造出自由曲面和更为复杂形态的零件，如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等，大大降低了新产品的开发成本和开发周期。
(2)属非接触加工，不需要机床切削加工所必需的刀具和夹具，无刀具磨损和切削力影响。
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。
快速原型制造的主要工艺方法
分层实体制造(laminated object manufacturing,LOM) 技术是继光固化成形工艺之后发展起来的又一种快速造型技 术。1984年美国的Michael Feygin提出了薄材叠层的方法, 并于1985年组建了Helisys公司,1992年推出第一台商用化的 分层实体制造设备LOM 1015。
快速原型制造技术
激光快速成形机
用激光快速成形机制作的产品零件
快速原型制造技术
1.2 选择性激光烧结法
选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)又称为激光选区烧结、粉末材料选择 性烧结等。1989年,美国Texas大学研究生C. 德卡 德提出了选择性激光烧结的思想,稍后组建了DTM 公司,于1992年推出了选择性激光烧结成形机。
2. 工艺特点 光固化成形快速原型技术的优点如下: 1)技术成熟,成形过程自动化程度高。 2)成形精度较高,尺寸精度可以达到或小于0.1mm(国内光固化成形精度为0.1~0.3mm)。 3)表面质量较好,零件强度和硬度高。 4)可制出形状特别复杂、尺寸比较精细的模型,特别是内部结构复杂的空心零件,能轻松 地一次成形。
1. 基本原理 光固化成形技术是基于液态光敏树脂的光聚合原理而工作的。这种液态材料在一定波长 (325nm 或355nm)和强度(w=10~400mW)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,发生相变,材料也就从液态转变成固态。
快速原型制造技术
光固化成形工艺原理图
快速原型制造技术
快速原型制造技术
1.3 熔融沉积制造法
熔融沉积制造(fused deposition modeling,FDM)又称丝状材料选择性熔覆、熔融挤出成 模或简称熔积成形,由美国学者斯科特·克伦普1988年研制成功,1991年由美国Stratasys公司开 发出商品化的机器。
快速原型技术简介
1.1快速原型工艺的产生
一类是其成型过程中以减少为特征，通过各种方 法将零件毛坯上多余的材料去除（如切削加工、 磨削加工等），从而得到所需工件。
传统的加 工方法
（根据零件 的成型过程）
2.1 光固化成型
SLA工艺是基 于液态光敏树脂 的光聚合原理而 工作的。
采用一定波长 和强度的紫外激 光束有选择地照 射液态光敏聚合 物，被照射的也 太光敏聚合物迅 速发生聚合反应， 分子量急剧增大 发生相变，由液 态固化生成三维 实物。
2.1.1 光固化成型工艺过程
1. 模型及支撑设计
在成形中，未被激光束照射的部分材料仍为液态，它不能使制件 上的孤立和悬臂轮廓定位。因此，必须设计和制作支撑结构。
结构陶瓷制品
经过3DP工艺制作的金属制件 注射模具
2.5 3DP工艺的成型原理
三维喷涂粘结快 速成型工艺是由美国 麻省理工学院开发成 功的，它的工作过程 类似于喷墨打印机。 3DP工艺与SLS工艺 类似，都是采用粉末 材料成型，如陶瓷粉 末、金属粉末、塑料 粉末等。
2.5 3DP工艺的成型原理
LOM工艺采用薄片材料，如 纸张、塑料薄膜等。 其工作原理如图，由系统 控制微机指令，步进电动机带 动主动辊芯转动，使纸卷转动 并在切割台面上自右向左移动 预定的距离。同时，工作台升 高至切割位置。之后热压装置 中的热压辊自左向右滚动，对 工作台上方的纸及涂敷于纸的 下表面的热熔胶加热、加压， 使纸粘于基底上。激光切割头 依据分层截面轮廓线切割纸， 并在余料上切出长方形边框，
3. 原型制作
液态光敏树脂逐层固化而形成原型件。
快速原型技术简介讲解
1.2 快速原型技术的工艺过程
第一步：设 计出所需零 件的计算机 三维模型
第二步：根据 工艺要求，按 照一定的规律 将该模型离散 为一系列有序 的单元
第三步：将 离散后的模 型在Z向按一 定的厚度进 行分层
第四步：输入加工 参数，自动生成数 控代码，最后由原 型机成形一系列的 层片并自动粘接得 到一个三维实体
工件底部也要加支撑，以使工件成形后顺利从工作台取下。
成形完毕后应小 心除去支撑，从 而得到最终所需 的工件。
2.1.1 光固化成型工艺过程
2. 分层处理
采用分层软件对CAD模型的STL格式文件进行分层处理，得到 每一层截面图形及其有关的网格矢量数据，用于控制激光束的扫描 轨迹。分层处理还包括层厚、建立模式、固化深度、扫描速度、网 格间距、线宽补偿值、收缩补偿因子的选择与确定。
2.2.3 LOM的工艺过程
1. 制作基底 2. 原型制作
3. 去除余料
4. 后处理 余料去除以后，为提高原型表面状况和机械强度，保 证其尺寸稳定性、精度等方面的要求，需对原型进行后置 处理，比如防水、防潮、加固和使其表面光滑等，通常采 用的后置处理工艺包括修补、打磨、抛光、表面涂覆等。
2.2.4 LOM成型工艺的特点
另一类是材料的质量在成型过程中基本保持不变， 如通过各种压力成型方法以及各种铸造方法得到 的工件。
然而为了适应市场日新月异的变化以及解决产品生命周期缩短 带来的挑战，企业必须重视新产品的不断开发和研制。
正是在这种情况下，快速原型技术也就应运而生。
快速原型英文名字为Rapid Prototyping（快速原型制造、快 速原型、快速成形），常常简称为RP。
可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型。
8.快速原型制造技术
③.快速原型作为一种重要的制造技术，采用适当的材料， 这种原型可以被用在后续生产操作中以获得最终产品。
④.快速原型操作可以应用于模具制造，可以快速、经济 地获得模具。 ⑤.产品制造过程几乎与零件的复杂性无关，可实现自由 制造(Free Form Fabrication)，这是传统制造方法无 法比拟的。
立体印刷的优缺点及应用
• SLA是最早出现的RP工艺，是目前RPM技术领域研究最 多、技术最成熟的方法。 • 缺点需要支撑、材料毒性及收缩
（二）选择性层片粘接
• 选择性层片粘接采用激光等对箔材进行切割。首先切 割出工艺边框和原型的边缘轮廓线，而后将不属于原 型的材料切割成网格状。通过升降平台的移动和箔材 的送给可以切割出新的层片并将其与先前的层片粘接 在一起，这样层层迭加后得到下一个块状物，最后将 不属于原型的材料小块剥除，就获得所需的三维实体。 层片添加的典型工艺是分层实体制造LOM（Laminated Object Manufacturing——LOM），如图2所示。这里 所说的箔材可以是涂覆纸（涂有粘接剂覆层的纸）， 涂覆陶瓷箔、金属箔或其他材质基的箔材。
（二）RPM成形材料
材料 形态 具体 材料 液态 固态粉末 非金属 金属 固态片材 固态丝 材 蜡丝、 ABS丝等
快速原型(Rapid Prototyping)技术是近年来发展 起来的直接根据CAD模型快速生产样件或零件的成组技 术总称，它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材 料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成 部分。 与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几 何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用 激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。由于 它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加， 因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复 杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。
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快速原型技术——快速制造发展的应用和优势作者：S.O.ONUH、Y.Y.YUSUF利物浦大学工程院制造工程和工业管理专业，信箱：大不列颠联合王国利物浦147号，邮编：L693BX近年来，快速原型技术（RPT）被用于许多工业领域，尤其是新产品的开发方面。
现有的工艺能直接利用CAD的三维数据使一些材料（比如光固化树脂、粉纸）快速成型为实体零件。
本文目的是对这项技术的发展趋势、应用范围和它的对于制造业的贡献进行概述。
关键词：快速原型，产品开发，制造业1、引入在这个即时通讯的时代，企业制造了大量的信息，这些信息通过传真、调制解调器和电子邮件传送到世界的每个角落。
没有人会怀疑世界的相互依赖型已经成为常态，即使许多国家联合成为一个世界级的国家也并非不可想象。
随着电信业的发展，高新技术的竞争成为国家之间的另一个竞争方面。
许多新兴的未完全工业化国家，曾经不被认为是高新技术装备的主要市场，但如今这他们也在积极寻求更好的技术、设备和工艺，以便在国际市场上更加具有竞争力。
这些国家不再想以廉价劳动力和廉价产品而著称。
相反，他们正在奋力前进，向更具竞争力的高新技术跨越，以惊人的速度大步提升自己的设计制造能力。
在最近五年里，几乎没有哪项技术能够像快速原型技术（RPT）那样贡献这么大。
RPT可以把数字化设计转变为机器零件、模型、设计原型和模具的三维实体。
它每次制造实体的一个切片，但他能在一夜之间制造出高质量的模型，这之前需要花费几周或者几个月。
他们有不同的工艺方法，例如Onuh在1996年探讨过的光固化快速成型（SL）、选择性激光烧结（SLS）、叠层实体制造（LOM）、熔融沉积制造（FDM）、直接壳制造（DSP）、三维印刷成型制造和其它许多已经实际应用的或者正在发展阶段的快速原型工艺。
本文旨在对这项相对来说比较新颖的技术，以及其广泛的应用、技术优势和所面临的一些问题进行概述。
本文也着重讨论了该技术在九十年的发展方向和其对制造业的巨大贡献。
2、技术概述所有制造技术被分为材料去除型和材料累积型两类。
现有的制造技术要么是这两种类型中的一种，要么是这两种类型的混合。
快速原型技术特点是一旦加工过程开始，就几乎不需要人工的参与，完全在计算机的控制下完成。
Burns(1993)在他的书中写到RPT是一种自动化制造。
Burns用五个标准来判断一种工艺是否为快速原型工艺。
这五个标准是：（1）利用块状、薄片或者液体之类的原材料来制造有特定形状的实体。
（2）加工过程中必须没有过多人的参与。
（3）必须是制造有一定复杂度的三维实体，这个标准是用来排除了在薄片材料通过冲压、剪切或者钻削来制造简单的孔的加工方法。
（4）不需要为每个不同的零件制造对应的加工工具（专用工具）。
这个标准排除了所有类型的模制、铸造、线切割加工和仿形铣。
（5）制造目标必须是一个整体，不是组件装配而成，这就排除了胶粘、焊接和铆接之类连接方法。
符合这些标准的制造技术就是自动制造技术，一些例子如图.1.所示。
数控技术（CNC），比如数控铣削、数控磨削和数控钻削，在装夹比较复杂的工件时需要人的参与，因而并不严格符合那五个标准。
然而，如果是一个把多种加工能力集成在一起的多用途多轴的能够自动化制造的加工中心，那么就认为它满足了那些标准。
现有的技术其实都不符合那五个标准，因为形成一个特定形状所要的独特机械力必须被用于无形状的材料。
没有与被加工材料一致的预制模型是非常困难自动产生所需的独特机械力。
有人认为（Murphy 1995）基于材料在有形磁场作用下变形的理论的制造技术是可行的（电磁成形制造）。
由于它不是一项现有的技术，它只是作为例子例举在图.1.中。
自适应模制是一种技术拥有自动形成制造潜力的技术，也只是作为例子例举。
自适应模制是通过自动配置成型面来制造实体。
这样的模具由多种高质量的镶嵌棒构成，每一个棒准确定位，以提供所需要的具体轮廓。
激光弯曲是材料去除型和材料累加型混合的一种自动成型制造技术。
激光弯曲（Thomposn 1995）利用激光热量的改变来使材料的冷却速度不同，从而产生作用在薄板材料上的弯曲力。
一般先用激光对薄板进行初步切割（材料去除过程），然后再用激光弯曲成相当复杂的形状（成型过程）。
如果各个面之间缝隙是通过焊接连接在一起的话，那么它可以被认为是三种自动化制造技术的混合（Murphy 1995）。
目前没有制造技术满足自动累积制造的标准，主要是因为没有除了简单地把各组件连接起来之外的累积型的制造技术。
主要的已经商业化运用的RPT工艺在图.1.中用黑体表示。
RPT技术的实质是基于材料累积型的自动化制造，也就意味着它和传统的制造技术相背离。
这种背离显然造成了许多亟待解决的问题。
在某些情况下，这些问题可以通过对原有工艺的新式应用来解决，但是必须找到其它一些全新的解决方案。
3、术语因为快速原型技术还是相对比较新的技术，所以表述它的术语还没被确定。
十九世纪八十年代，快速原型系统第一次公布就引起了很多人的巨大兴趣，之后许多研究团队开始开发研究自己的系统，许多关于这项新技术应用的文章也投机性的发表。
在这一时期，许多引入了很多的术语来描述这项新技术，这些术语主要是关于制造零件技术和RPT系统的潜在应用。
一些术语准确地反映了该技术的本质，然而出现的更多的是对该技术缺乏了解的术语，还有一些已经被取消。
图.2.列出了现在正在使用的一些术语，这些术语无论对于新手还是老手都是很容易混淆的。
4、分层制造技术：工艺过程及原理几乎所有的快速原型过程，无论目前已经商业化或者还在发展中的，都基于分层制造方法，它是通过单独制造所建实体的一横向切片，然后再把这个切片与前一层粘在一起，直到整个实体被制造完成。
对于大部分RPT系统来说其主要的工艺过程阶段都是相同，但是每层的制造方法显然有不同的系统决定。
图.3.中列出了常用的工艺过程阶段。
任何工艺的起点是用数据集描述所制造几何体从而使几何体抽象化。
这些数据必须能被控制生成指令来控制最后阶段的生产过程。
5、分层制造面临的问题不考虑每层的制造技术问题，这种把实体看做一系列横切片累积的制造方法也提出了一些必须解决的问题。
其中一些问题也许是技术性问题或是由于硬件限制引起的，但是除此之外的问题或许归结于最终的加工方法。
这些亟待解决的问题影响了其未来的应用。
这一节将对使用分层技术制造零件过程中必须考虑的问题进行探讨。
5.1.“阶梯”现象切片的过程产生大量的水平方向的切片，每个切片符合CAD模型的精确程度对于整个制造过是十分重要的。
然而，每一层都是连续的分割其厚度方向（Z轴方向），因此工件在竖直方向不能精确的吻合CAD几何模型。
正如图.4.所示那样。
图中是一个由平行于切片轴线（也就是垂直于切片）的圆形切片累积而成的圆柱体。
如果任何一层能够被切片软件精确地分割，那么工件在竖直方向将会符合CAD模型的精度。
然而切片是以水平的方式切过实体，不能依照曲面的形状在厚度方向切割，于是下表面的误差最大。
这种影响已经被命名为“阶梯”现象。
5.2 切片厚度的选择由图.4a显然可知，越小的切片厚度，最终的工件质量就越好（如圆柱体.1—圆柱体.3所示）。
用系统所能产生的最小的厚度去制造看上去是明智的，但是，切片厚度越小，就会产生越多的切片，这将导致更长的数据处理时间、更多的数据文件和更长的制造时间。
为了使制造过程最优，要针对不同的类型的工件采用不同的厚度。
如图.4（b）所示的漏斗，在容易发生“阶梯”现象的倾斜部分采用较小的切片厚度，在垂直部分采用较厚的切片。
Suh（1994）认为自适应切片厚度算法将会促进可变的切片厚度技术分层制造技术中的应用。
5.3 CAD几何的误差上面举的两个例子中，其每一层的上表面是符合CAD几何形状，这也是许多商业化的快速原型系统就是这种情况。
SL原理是激光束被引导照射在液体聚合物的表面，描绘出每一层的形状，每当激光束照射到液体时就会固化一块，固化的深度取决去激光的强度和扫描的速度。
每层的表面必须与CAD几何形状一致，因为这就是实际要扫描在树脂表面的形状，被固化的树脂的厚度是连续的，但小于预设厚度。
图.4c.例举了每层形成CAD几何形状的三种不同方法，每幅图上阴影部分代表与真实几何体的最大误差。
图例（1）中每层的上部符合所要求的轮廓，这种加工是由每层的上部向下累积，图例（2）中与上面相反，是从下面开始。
很明显这些例子的最大误差取决于斜面的斜度。
最好的情况是所有的误差都是偏大的，然后这些多余的材料可以被小心的移除得到满足精度的工件。
然而，需要附加的处理能力去对数据进行必要的修正，以确保只有正偏差又不没超过每层的最大厚度。
图例（3）中就是这种情况，每层中间部分符合CAD几何形状，从而使各个方向的误差更小。
这将依据最大偏差制造出最高精度的工件，但是需要大量额外的处理能力。
5.4. 工件取向在制造过程中，消除分层制造中的“阶梯”现象需要大量的人工操作，而且需要较强的技巧来保证工件的精度。
工件各个表面中只有与切片方向平行的那面不存在“阶梯”现象，因此应把工件的重要表面放置在这个方向，而重要尺寸应与切片轴线平行。
图.4d.中例举了如何提高一个45度斜坡中A面和B面最终的尺寸精度。
但是这将会对工件的其它参数造成不好影响，因此必须找到一个两者的平衡点。
上述分析可认为这种处理方法可以得到比手工处理更高的精度。
但这依赖于模型制作者的技术和机器加工精度。
任何工件制造花费的时间主要取决于分层的数量，因而通过合理的工件放置方向的选择，可以使制造时间最小化。
但是拿不仅仅是选择在Z轴最小的方向放置，因为其它方面的影响也必须要考虑，必须进行一个折中。
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