激光快速成形技术最新发展及应用
激光快速成形技术
间较长，因此制作成本相对较高。
2021/3/2
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激光快速成型技术
2．选择性激光烧结技术(SLS)
原理：选择性激光烧结技术（SLS技术）与立体光造型技术（SLA技术） 很相似，也是用激光束来扫描各原材料，但用粉末物质代替了液态光聚 合物，并以一定的扫描速度和能量作用于粉末材料 。选择性激光烧结 技术的基本原理如图所示。
新 旧 流 程 图 如 右 图
图7-22 立体光造型技术的原理示意图
主要优点
• 快速性：生产制品的周期较传统加工工艺短。RP对设计的敏感性很低， 制造时几乎不用考虑制品的外形问题，由此可节约大量时间。
• 适合成型复杂零件：不论零件多复杂，都由计算机分解为二维数据进行 成型制作，无简单复杂之分，因此他特别适合成型形状复杂，传统方法 难以制造甚至无法制造的零件。
体离散
面离散
线离散
后处理
有序面 面叠加
有序线
点
有序点
叠
加
线叠加
3、激光快速成型与传统工艺比较
由于快速成型技术(包括激光快速成型技术)仅在需要增加材料的地方加上 材料，所以从设计到制造自动化，从知识获取到计算机处理，从计划到 接口、通讯等方面来看，非常适合于CIM、CAD及CAM，同传统的制造 方法相比较，显示出诸多优点。
选 择 性 激 光 烧 结 技 术 基 本 原 理
优点：
1、与其他工艺相比，能生产很硬的模具。有直接金属型的 概念。 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。
激光制造技术的应用与发展趋势
激光制造技术的应用与发展趋势激光制造技术是一项重要的现代制造技术。
它的应用范围广泛，可以用于制造各种高精度、高质量的零部件、元件和产品。
激光制造技术的发展趋势也非常明显，未来它将继续向着高效、高精度、智能化和多功能化的方向发展。
一、激光制造技术的应用激光制造技术主要包括激光切割、激光焊接、激光打标、激光烧结、激光雕刻和激光清洗等方面。
这些应用领域很广，可以应用到机械加工、电子、光学、医药、军事等领域。
下面就来详细介绍一下激光制造技术的主要应用。
1、激光切割激光切割是利用高能激光束对材料进行熔化、蒸发和燃烧，将材料切割成所需形状的加工技术。
激光切割技术具有高速、高精度、无残余、无变形等特点，广泛应用于金属材料、非金属材料和合金材料的切割加工。
激光切割已经成为大批量、高效的加工方式，例如在汽车零部件、电子设备、建筑材料等行业中广泛应用。
2、激光焊接激光焊接是利用激光束对金属材料进行加热和熔化，将两种或多种材料焊接在一起的一种加工方式。
激光焊接具有焊缝小、结构均匀、强度高等优点，被广泛应用在汽车、电子、航空航天、电力、医疗等工业领域中，尤其是在汽车制造和电子器件制造领域的应用更为广泛。
3、激光打标激光打标是利用激光束在材料表面进行刻印、打标的一种加工方式。
激光打标技术具有速度快、精度高、清晰度好等特点，在电子、航空、汽车、医疗等工业领域的标志、条形码、名称、编号等标识标记方面实现了生产自动化和信息化管理的目标。
4、激光烧结激光烧结是利用激光束对多层金属材料或复合材料进行加热和融合的一种加工方式。
这种加工方式可以用于制造各种高精度零部件和几何形态复杂的零部件，例如汽车发动机活塞、刀具等。
5、激光雕刻激光雕刻是利用激光束将图案、文字、图像等深度割刻在材料表面的一种加工方式。
激光雕刻技术广泛应用在商标、礼品、纪念品等的制造中。
6、激光清洗激光清洗是利用激光束对材料表面进行清洗、去污的一种加工方式。
激光清洗技术能够在金属表面清除氧化层、锈蚀、涂层、尘土等，使表面光洁度提高，广泛应用于汽车、机械、建筑材料等领域。
快速成型技术及其在工业生产中的应用
快速成型技术及其在工业生产中的应用快速成型技术是近年来工业生产领域中一个炙手可热的技术，其将传统的制造方式推向了一个全新的境界，对于工业生产的质量、效率、成本的优化均有积极的帮助，在未来的发展中，其前景更加广阔。
一、快速成型技术概述快速成型技术是指通过计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术，利用激光、电子束、喷墨等方式将原料制造成零部件的新型制造技术。
目前，应用较广泛的快速成型技术主要有激光烧结成型、光固化成型、激光熔化成型、线切割成型、喷墨成型等。
二、快速成型技术在工业生产中应用1. 工业设计快速成型技术最大的优势是在产品设计阶段，可以快速制造出实际尺寸的零部件，从而帮助实现更好的设计效果。
传统的模型制作需要用手工完成，周期较长、成本高，且不利于修改，而快速成型技术可以快速、准确、灵活地制造出多种模型，帮助设计师实现更好的设计效果。
2. 制造业在工业生产领域中，快速成型技术广泛应用于各种制造行业，如汽车、航空、医疗等。
在汽车行业中，快速成型技术可以快速地生产出各种所需零部件，从而实现零部件的快速替换和更新，提高整车的制造效率和质量，同时，由于快速成型技术可以精确制造各种模具，因此可以生产各种复杂、精密的模具，为汽车制造业带来更大的便利。
在航空行业中，快速成型技术的应用范围也十分广泛，主要用于生产各种复杂、精密的零部件，从而提高飞机的制造效率和质量。
在医疗行业中，快速成型技术可以用于生产各种医疗器械和植入物。
其制造出来的零部件可以依据患者的具体情况进行制造，因此可以更好地满足医疗行业的需求。
3. 艺术设计快速成型技术还可以用于艺术设计领域。
由于其精度和灵活性较高，因此可以造就出更多新颖、独特的艺术品，对于传统艺术的转型和发展有着积极的作用。
由于快速成型技术可以将艺术家的想象力变为现实，因此可以给艺术家带来更多的自由度和创作灵感。
三、快速成型技术发展前景随着科技的不断进步和市场需求的不断增加，快速成型技术在工业生产领域中的应用前景十分广阔。
快速成型技术的应用及发展趋势
快速成型技术的应用及发展趋势熊文恪模具1111 2011118501266摘要:阐述了快速成型技术的基本概念,总结了快速成型技术的特点,并通过制作实例展现了快速成型技术在产品开发中的应用现状,最后展望了快速成型技术的未来发展趋势。
关键词：快速成型技术应用发展趋势当今时代,制造业市场需求不断向多样化、高质量、高性能、低成本、高科技的方向发展,一, 快速成型技术在成型过程中无需专用的夹具或工具,成型过程具有极高的柔性, 这是快速成型技术非常重要的一个技术特征。
1—5 自动化程度高。
快速成型是一种完全自动的成型过程, 只需要在成型之初由操作者输入一些基本的工艺参数,整个成型过程操作者无需或较少干预[ 4] 。
出现故障, 设备会自动停止, 发出警示并保留当前数据。
完成成型过程时, 机器会自动停止并显示相关结果。
2快速成型技术应用近年来, 快速成型技术在工业造型、制造、建筑、艺术、医学、航空、航天、考古和影视等领域得到迅速良好的应用。
主要包括以下几个方面:2—1 设计和功能验证。
通过快速成型技术可以快速制作产品的物理模型, 以验证设计人员的构思, 发现产品设计中存在的问题。
而使用传统的方法制作原型意味着从绘图到工装模具设计和制造, 一般至少历时数月, 经过多次返工和修改。
采用快速成型技术则可节省大量时间和费用。
同时, 使用快速成型技术制作的原型可直接进行装配检验、干涉检查和模拟产品真实工作情况的一些功能试验, 如运动分析、应力分析、流体和空气动力学分析等, 从而迅速完善产品的结构和性能、相应的工艺及所需工模具的设计。
2—2 非功能性样品制作。
在新产品正式投产之前或按照定单制造时,需要制作产品的展览样品或摄制产品样本照片,采用快速成型是理想的方法。
邵敏[ 5]在首饰设计方面提出首饰设计是立体的物质实体性设计,,逐层制造的优点,探索制造具有功能梯度、综合性能优良、特殊复杂结构的零件,也是一个新的方向发展。
3—2.概念创新与工艺改进。
快速成型技术的新进展
快速成型技术的新进展作者：西安北方光电有限公司袁祁刚杨继全快速成型技术是集机械、电子、光学、材料等学科为一体的先进制造技术之一。
论述了快速成型技术的起源，介绍了快速成型技术的应用领域及其市场分布情况。
在阐述了各成型工艺在国内外新进展的基础上，讨论了该技术的发展趋势。
20世纪80年代末、90年代初发展起来的快速成型（Rapid Prototyping&Manu facturing：RP）技术，突破了传统的加工模式，是近20年制造技术领域的一次重大突破。
它与科学计算可视化和虚拟现实等技术相结合，为设计者、制造者与用户之间提供了一种可测量、可触摸的新手段。
快速成型技术可以自动、快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的原型或直接制造零件（模具），有效地缩短了产品的研发周期，是提高产品质量、缩减产品成本的有力工具。
它的核心是基于数字化的新型成型技术。
快速成型技术对制造企业的模型、原型及成型件制造方式正产生深远的影响。
RP系统可分为两大类：基于激光或其它光源的成型技术，如：立体光造型（Stereo lithography：SL）、迭层实体制造（Laminated Object Manufacturing：LOM）、选择性激光烧结（Selected Laser Sintering：SLS）、形状沉积制造（Shape Deposition Manufacturing：SDM）等；基于喷射的成型技术，如：熔融沉积制造（Fused Deposition Modeling：FDM）、三维打印制造（Three Dimensional Printing：3DP）等。
1 RP起源1979年，东京大学的中川威雄教授利用分层技术制造了金属冲裁模、成型模和注塑模。
20世纪70年代末到80年代初，美国3M公司的AlanJ. Hebert（1978年）、日本的小玉秀男（1980年）、美国UVP公司的Charles W. Hull（1982年）和日本的丸谷洋二（1983年），各自独立地首次提出了RP的概念，即利用连续层的选区固化制作三维实体的新思想。
激光快速成型技术
在可持续发展理念的推动下，激光快速成型技术 将更加注重环保和资源循环利用，降低能耗和减 少废弃物排放。
创新与发展
未来，激光快速成型技术将继续创新和发展，与 其他先进制造技术相结合，推动制造业的转型升 级和高质量发展。
05
激光快速成型技术的实 际应用案例
产品原型制作
快速原型制作
01
通过激光快速成型技术，可以在短时间内制作出产品原型，缩
快速性
与传统加工方法相比，激光快速 成型技术能够大大缩短制造周期， 提高生产效率。
灵活性
激光快速成型技术能够制造出各 种形状和结构的零件，适用于复 杂零件的制造。
定义
激光快速成型技术是一种基于数 字模型文件和激光束的高效、高 精度制造技术，能够快速制造出 复杂的三维实体。
材料广泛性
激光快速成型技术可以应用于各 种材料，包括塑料、金属、陶瓷 等。
短了产品开发周期，降低了开发成本。
优化设计流程
02
通过制作原型，设计师可以在早期阶段发现设计中的问题并进
行改进，提高了设计效率。
降低生产风险
03
在产品正式生产前制作原型，可以减少因设计错误导致的生产
风险和成本损失。
定制化产品生产
01
02
03
个性化定制
激光快速成型技术可以根 据客户需求定制个性化产 品，满足消费者对个性化 的需求。
小批量生产
对于一些小批量、高附加 值的产品，激光快速成型 技术可以快速实现生产， 降低生产成本。
定制化服务
在服务行业，激光快速成 型技术可以用于定制化服 务，例如为客户定制饰品、 模型等。
生物医学领域应用
生物材料研究
激光快速成型技术可用于生物材料的 研究，例如用于制作生物组织的模型， 以便更好地了解其结构和功能。
快速成型技术的发展与应用
快速成型技术的发展与应用摘要：快速成型技术是现代制造技术较为先进的加工方法，其结合了数控、计算机制造、激光等技术。
本文主要介绍了几种快速成型技术的发展与现状及其加工原理，对其在产品设计、模具制造、建筑、医疗等方面的应用作了探讨，分析了该技术在应用中的优缺点。
关键词：快速成型技术；工作原理；应用1前言为了满足现代社会消费者的需求，各种各样的新产品不断出现。
现代产品的设计不但追求质量好，功能强，而且要求造型美观。
一方面，制造商要面对消费者“喜新厌旧”的心理，产品的更新换代不断加快，谁能够利用最短的时间不断的推出新产品，谁就能留住消费者；另一方面，现代制造业的市场是竞争越来越激烈，降低成本，生产出高质量的产品是商家制胜的法宝。
这就使得传统的产品设计与制造的方法已经不能完全满足现在产品设计的要求。
在这种形势下，催使快速成型技术（Rapid Prototyping Manufacturing,RPM）的出现与成熟。
2快速成型的原理传统的加工技术是采用去材料的加工方式，在毛坯上把多余的材料去除，得到我们想要的产品。
而快速成型技术即是采用加材料的方式进行加工，材料从没有到有，一层层的叠加得到产品，有别于传统的加工方式。
快速成型技术采用离散或堆积成型的原理，由三维的CAD模型根据不同的加工工艺进行分层，每一层就变成了一个二维图形，从而由大量的二维图形取代了三维图形，只要所分的层是足够的薄，那么大量的二维图形叠加在一起就越逼近三维图形。
然后经过对数据进行处理，让每一个二维图形生成数控程序，利用数控系统把所得的数控程序以平面加工的方式还原成每一层二维图形的薄片，让薄片一层一层的叠加起来就得到了三维的模型。
快速成型技术经过近年来的不断发展与完善，已经产生了很多种的加工方法。
目前主要的有：美国3D SYSTEM公司的光固化成型法(Stereo Lithography Apparatus，SLA)、美国Helisys的分层实体制造法(Laminated Object Manufacturing,LOM)、德国的ESO选择性激光烧结法(Selective LaserSintering,SLS)、美国Stratasys的熔融沉积法(Fused Deposition Modding,FDM)、美国MIT-Z的三维打印法(Three Dimensional Printing and Gluing,3DP)等常用的方法。
快速成型技术及其应用
快速成型技术及其应用一、本文概述随着科技的迅速发展和市场竞争的日益激烈，产品的设计、开发和生产周期已经成为决定企业竞争力的关键因素。
在这一背景下，快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP技术）应运而生，以其独特的优势在生产制造领域引发了深刻的变革。
本文旨在全面介绍快速成型技术的基本概念、发展历程、主要类型及其在各行业中的应用实例，分析快速成型技术带来的经济效益与社会影响，并展望其未来的发展趋势和挑战。
通过对这一技术的深入探讨，我们期望能够帮助读者更好地理解并应用快速成型技术，以促进企业创新能力的提升和产业升级的加速。
二、快速成型技术的基本原理与分类快速成型技术（Rapid Prototyping, RP）是一种基于三维计算机辅助设计（CAD）数据，通过逐层堆积材料来制造三维实体的技术。
其基本原理可以概括为“离散-堆积”。
将三维CAD模型进行切片处理，得到一系列二维层面信息；然后，按照这些层面信息，通过特定的成型设备，如激光烧结机、熔融沉积机、光固化机等，将材料逐层堆积起来，最终形成与原始CAD模型一致的三维实体。
根据成型材料的不同和成型方式的差异，快速成型技术可以分为以下几类：熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling, FDM）：该技术使用热塑性材料，如蜡、ABS塑料等。
材料在喷头中加热至熔融状态，然后按照CAD模型的切片信息，通过喷头逐层挤出材料，冷却后形成实体。
光固化成型（Stereo Lithography, SLA）：使用液态光敏树脂作为材料。
在紫外光照射下，液态树脂逐层固化，形成实体。
该技术精度较高，适用于制造复杂结构和高精度的模型。
选择性激光烧结（Selective Laser Sintering, SLS）：采用粉末状材料，如塑料粉末、金属粉末、陶瓷粉末等。
在激光的作用下，粉末逐层烧结，形成实体。
该技术可以制造金属和陶瓷等高强度材料的零件。
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代了液态光聚合物 ， 以一定的扫描速度和能量作用 并 于粉末材料 。该技术具有原材料选择广泛 、 多余材料
易于清理 、 应用 范围广等优点 ， 适用 于原 型及功能零 件的制造。在成形过程中， 激光工作参数 以及粉末的
特性 和烧 结气 氛是 影响烧结 成 形质量 的重 要参 数 。 ２３ 激 光熔 覆成形 （ ＣＦ） ． Ｌ 技术
低、 多孔隙 、 强度较低 。要提高烧结零件强度 ， 必须进 行后处理 ， 如浸渗树脂 、 低熔点金属 ， 或进行热等静压
处 理 。但 这些 后处 理 会改变金 属零 件 的精度 。 ２５ 激光薄 片叠 层制 造 （ ＯＭ ） ． Ｌ 技术
交通 大学 也研制成功 了立体光造 型机 Ｌ ＳＯ Ａ 目 Ｐ ６Ｏ 。
得 到 了广泛 的使用 。 ２６ 激光诱 发 热应 力成形 （ Ｆ） ． Ｌ 技术
Ｓ Ａ技术用于汽车发动机进气管试验。进气管内 Ｌ 腔形状是 由十分复杂的 自由曲面构成的， 它对提高进
气效率 、 燃烧过程有十分重要的影响。设计过程中 ， 需 要对不 同的进气管方案做气道试验 ， 传统的方法是用
能够很好地控制 ， 能保证聚合反应不发生在激光点之 外， 因而加工精度高 ， 表面质量好 ， 原材料的利用 率接 近 １０ 能制造形状复杂 、 ０ ％， 精细的零件 ， 效率高。对于 尺寸较大 的零件 ， 则可采用先分块成形然后粘接的方 法进行制作。 美国、 日本 、 国 、 德 比利 时等 都投入 了大量 的人 力、 物力研究该技术 ， 并不断有新产品问世。我国西安
率、 光斑 大小 、 强 分布 、 描 速度 、 描 间 隔 、 描方 光 扫 扫 扫
２ 激 光快 速成 形最 新技 术
２１立体光造型（Ｌ ） ． Ｓ Ａ 技术 ＳＡ技术又称光 固化快速成形技术 ， Ｌ 其原理是计
式、 送粉装置 、 送粉量及粉末颗粒 的大小等 因素均对 成形零件的精度和强度有影响。
算机控制激光束对光敏树脂为原料 的表面进行逐点
扫描 ， 被扫描区域 的树脂薄层 （ 约十分之几毫米 ） 产
与其它快速成形技术的区别在于 ， 激光熔覆成形
能制成非常致密的金属零件 ， 其强度达到甚至超过常 规铸造或锻造方法生产 的零件 ， 因而具有 良好 的应用
前景。
生光 聚合反应而固化 ， 形成零件 的一个薄层。工作 台
２２ 选择 性激 光烧 结 （ Ｌ ） 术 ． ＳＳ 技
ＳＳ Ｌ 技术与 Ｓ Ａ技术很相 似 ， Ｌ 只是用粉末原料取
先进技术集成 的一种全新制造技术。与传统制造方法
相比具有 ： 原型的复制性、 互换性高 ； 制造工艺与制造 原型的几何形状无关 ； 加工周期短 、 成本低 ， 一般制造 费用降低 ５ ％， ０ 加工周期缩短 ７ ％以上 ； ０ 高度技术集 成， 实现设计制造一体化。 近期发展 的 Ｌ Ｐ主要有 ： Ｒ 立体光造型（ Ａ Ｓ ）技术 ； Ｌ 选择性激光烧结（ Ｓ Ｓ ）技术 ； Ｌ 激光熔覆成形 （ Ｃ 技 Ｌ Ｆ）
Ｌ Ｎ 技术是将 Ｓ Ｓ ＥＳ Ｌ 技术和 Ｌ Ｆ Ｃ 技术相结合 ， 并 保持了这两种技术的优点。选用 的金属粉末有三种形
式 ： ） 一金属 ； ） １单 ２ 金属加低熔点金属粘结剂 ； ） ３ 金
属加有机粘结剂。由于采用的是铺粉方式 ， 以不管 所
使 用 哪 种 形式 的粉 末 ，激 光 烧 结 后 的金 属 的密 度较
下移一个层厚的距离 ， 以便 固化好的树脂表面再敷上
一
Байду номын сангаас
层新的液态树脂 ， 进行下一层的扫描加工 ， 如此反
复， 直到整个原 型制造完毕 。由于光聚合反应是 基于 光的作用而不是基于热的作用 ， 故在工作时只需 功率
较低 的激 光 源 。此外 ， 因为没 有热 扩散 ， 上链式 反应 加
２４ 激 光近形 （ Ｅ Ｓ） ． Ｌ Ｎ 技术
手工 法加工出 由几十个截面来描述的气 管木模或 石 膏模 ， 再用砂模铸造进气管 ， 加工中 ， 木模工对 图纸 的理解 和本身 的技术水平常导致零件与设计 意图的 偏离 ， 有时这种误差的影响是显著的。使用数控加工 虽然能较好地反映出设计意图 ，但其准备时间长 ， 特 别是几何形状复杂时更是如此。英 国 Ｒ ｖｒ ｏｅ 公司使用
４ 激光快速成形技术主要应用 激 光快 速成形技术在各个领域 中的应用越来越 广泛 ， 其中最主要的应用有以下几个方面 ：
４１ 在产 品 设计 中的应 用 ．
Ｌ Ｍ技 术制 作 冲模 ，其 成本 约 比传 统方 法节 ０
约 １２生产周期大大缩短。 ／， 用来制作复合模 、 薄料模 、 级进模等 ， 经济效益也甚为显著。该技术在 国外已经
术； 激光近形 （ Ｅ Ｓ 技术 ； ＬＮ ） 激光薄片叠层制造（ Ｍ Ｌ ） Ｏ
技术 ； 激光诱发热应力成形 （ Ｆ 技术及三维印刷技 Ｌ）
术等 。
ＬＦ Ｃ 技术的工作原理与其他快速成形技术基本相 同， 也是通过对工作台数控 ， 实现激光束对粉末的扫 描、 熔覆 ， 最终成形 出所需形状 的零件 。研究结果 表 明： 零件切 片方 式 、 激光熔覆层厚度 、 激光器输 出功
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阡 模 具工程
２ ０ ．ｏ１ ０ ６Ｎ ０总 ６ 期 ７
◆◆ 专题论坛 现代金属电加工技术
激 光快速成形技术最新发展及应 用
１ 引言
激光快速成形 （ ａｅ Ｒ ｐ ｒ ｏ ｐ ｇＬ Ｐ） Ｌｓｒ ａｉ Ｐｏ ｔ ｉ ：Ｒ 是 ｄ ｔｙ ｎ 将 Ｃ Ｄ Ｃ Ｍ、Ｎ 、 Ａ 、 Ａ Ｃ Ｃ 激光 、 密伺 服驱动和新材料等 精
前， 全世 界有 １ ０多家 工 厂生产该 产 品 。
Ｌ Ｍ技术是一种常用来制作模具的新 型快 速成 Ｏ
形技术。其原理是先用大功率激光束切割金属薄片，
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ｒ
然后将多层薄片叠加 ，并使其形状逐渐发生变化 ， 最
终获得所需原型的立体几何形状 。