第三章快速成型材料及设备II分解
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快速成型第3章快速成型材料及设备
第3章快速成型材料及设备3．1 快速成型材料快速成型材料一直是快速成型技术研究与开发的重要任务之一，每一种快速成型制造工艺的推出和成熟都与材料研究与开发密切相关。
一种新的快速成型材料的出现往往会使快速成型工艺及设备结构、成型件品质和成型效益发生巨大的进步。
快速成型材料根据原型建造原理、技术和方法的不同分为薄层材料、液态材料、粉状材料、丝材等。
不同的成型制造方法对应的成型材料的性状是不同的，不同的成型制造方法对成型材料性能的要求也是不同的。
在快速成型技术推出初期，一般都是快速成型设备的制造商在从事所需求的材料的研究。
但随着快速成型技术的发展和推广，许多材料专业公司也加入到快速成型材料的研发中，成型材料正向高性能、系列化的方向发展。
快速成型材料一般根据成型工艺方法来分类，分为光固化成型材料、粉末烧结材料、熔融沉积丝材及叠层实体薄层材料等。
根据目前较为常用的快速成型用的材料来看，一般根据材料的性状分类比较清晰，分为液态材料、薄层材料、粉末材料、丝状材料等。
常见的快速成型材料分类见表3－1。
快速成型材料及其性能不仅影响着所制作原型的性能及精度，而且也影响着与成型工艺相关联的建造过程。
快速成型工艺对成型材料性能的总体要求有如下几个方面：1）适应逐层累加方式的快速成型建造模式。
2）在各种快速成型建造方式下，能快速实现层内建造及层间连接。
3）制作的原型具有一定的尺寸精度和尺寸稳定性。
4）确保原型具有一定的力学性能及性能稳定性。
5）无毒无污染。
3．1．1光固化快速成型材料用于光固化快速成型的材料为液态光固化树脂，或称液态光敏树脂。
随着光固化成型技术的不断发展，具有独特性能的光固化树脂（如收缩率小甚至无收缩，变形小，不用二次固化，强度高等）也不断地被开发出来。
1．光固化成型材料分类光固化材料是一种既古老又崭新的材料，与一般固化材料比较，光固化材料具有下列优点。
1）固化快。
可在几秒钟内固化，可应用于要求立刻固化的场合。
快速成型技术及应用讲解92页PPT
快速成型技术及应用讲解
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
ห้องสมุดไป่ตู้
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
ห้องสมุดไป่ตู้
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
快速成型设备分类及基本原理(分析“材料”文档)共7张PPT
快速成型设备分类及基本原理
快 速 成 型 原 理 | 离 散 与原理 快速成型原理|离散与重组 FDM (Fused Deposition Manufacturing)工艺又称为熔丝沉积制造，其工艺过程是以热塑性成形材料丝为材料，材料丝通过加热器的挤压头熔 化成液体，由计算机控制挤压头沿零件的每一截面的轮廓准确运动，使熔化的热塑材料丝通过喷嘴挤出，覆盖于已建造的零件之上，并在极 短的时间内迅速凝固，形成一层材料。 之后，挤压头沿轴向向上运动一微小距离进行下一层材料的建造。 快速成型原理|离散与重组 快速成型设备分类及基本原理 快速成型原理|离散与重组 SLA(Stereo lithography Apparatus)工艺也称光造型、立体光刻及立体印刷，其工艺过程是以液态光敏树脂为材料充满液槽，由计算机控制激 光束跟踪层状截面轨迹，并照射到液槽中的液体树脂，而使这一层树脂固化，之后升降台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂， 然后再进行新一层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕，得到1个三维实体模型。 FDM (Fused Deposition Manufacturing)工艺又称为熔丝沉积制造，其工艺过程是以热塑性成形材料丝为材料，材料丝通过加热器的挤压头熔 化成液体，由计算机控制挤压头沿零件的每一截面的轮廓准确运动，使熔化的热塑材料丝通过喷嘴挤出，覆盖于已建造的零件之上，并在极 短的时间内迅速凝固，形成一层材料。 之后，挤压头沿轴向向上运动一微小距离进行下一层材料的建造。 SLA(Stereo lithography Apparatus)工艺也称光造型、立体光刻及立体印刷，其工艺过程是以液态光敏树脂为材料充满液槽，由计算机控制激 光束跟踪层状截面轨迹，并照射到液槽中的液体树脂，而使这一层树脂固化，之后升降台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂， 然后再进行新一层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕，得到1个三维实体模型。
快 速 成 型 原 理 | 离 散 与原理 快速成型原理|离散与重组 FDM (Fused Deposition Manufacturing)工艺又称为熔丝沉积制造，其工艺过程是以热塑性成形材料丝为材料，材料丝通过加热器的挤压头熔 化成液体，由计算机控制挤压头沿零件的每一截面的轮廓准确运动，使熔化的热塑材料丝通过喷嘴挤出，覆盖于已建造的零件之上，并在极 短的时间内迅速凝固，形成一层材料。 之后，挤压头沿轴向向上运动一微小距离进行下一层材料的建造。 快速成型原理|离散与重组 快速成型设备分类及基本原理 快速成型原理|离散与重组 SLA(Stereo lithography Apparatus)工艺也称光造型、立体光刻及立体印刷，其工艺过程是以液态光敏树脂为材料充满液槽，由计算机控制激 光束跟踪层状截面轨迹，并照射到液槽中的液体树脂，而使这一层树脂固化，之后升降台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂， 然后再进行新一层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕，得到1个三维实体模型。 FDM (Fused Deposition Manufacturing)工艺又称为熔丝沉积制造，其工艺过程是以热塑性成形材料丝为材料，材料丝通过加热器的挤压头熔 化成液体，由计算机控制挤压头沿零件的每一截面的轮廓准确运动，使熔化的热塑材料丝通过喷嘴挤出，覆盖于已建造的零件之上，并在极 短的时间内迅速凝固，形成一层材料。 之后，挤压头沿轴向向上运动一微小距离进行下一层材料的建造。 SLA(Stereo lithography Apparatus)工艺也称光造型、立体光刻及立体印刷，其工艺过程是以液态光敏树脂为材料充满液槽，由计算机控制激 光束跟踪层状截面轨迹，并照射到液槽中的液体树脂，而使这一层树脂固化，之后升降台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂， 然后再进行新一层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕，得到1个三维实体模型。
快速成型材料与设备
03
广泛应用于航空、航天、汽车等高技术领域复杂零件的快速制
造。
其他快速成型设备
其他快速成型技术
除了上述几种快速成型设备外，还有叠层实体制造、三维焊接等 其他快速成型技术。
选择原则
根据产品特点、制造要求和成本等因素选择合适的快速成型设备。
技术发展
随着技术的不断进步，快速成型设备在精度、效率、材料适应性 等方面将不断提高。
石蜡
用于制造原型或模型，具有较好 的柔韧性和可加工性。
纸材料
用于制造轻量化的模型或原型，具 有成本低、易加工的特点。
玻璃材料
具有透明度高、化学稳定性好、耐 高温等特点，常用于制造光学零件 和玻璃制品。
03 快速成型设备
激光快速成型设备
激光快速成型技术
利用激光束对材料进行逐层扫描 和熔化，通过逐层堆积的方式构 建三维实体。
金属箔
薄片状的金属材料，常用 于薄壁零件的制造。
复合材料
碳纤维增强复合材料
陶瓷材料
由碳纤维和树脂组成的复合材料，具 有高强度和轻量化的特点。
具有高硬度、高耐磨性和耐高温的特 性，常用于制造精密零件和结构件。
玻璃纤维增强复合材料
由玻璃纤维和树脂组成的复合材料， 具有较好的耐腐蚀性和绝缘性。
其他材料
材料准备
对选定的材料进行预处理，如清洗、干燥、混合等，确保材料质量符合要求。
成型过程控制
成型参数设置
根据材料特性和设备性能，设置合适 的成型参数，如激光功率、扫描速度、 层厚等。
成型过程监控
实时监测成型过程中的温度、压力、 速度等参数，确保成型过程稳定可控。
后处理与表面处理
去除支撑结构
根据材料特性，选择合适的去除方法，如机械切割、激光切割等，去除原型中的 支撑结构。
快速成型技术 绪论
熔融沉积成形的基本原理
采用热熔喷头，使半流动状态的材料流体按模型分层数 据控制的路径挤压出来，并在指定的位置沉积、凝固成型， 这样逐层沉积、凝固后形成整个原型。
三维打印
三维打印原理类似于喷墨打印机原理，首先铺粉，利用喷嘴按 指定路径将液态粘结剂喷在粉层上的特定区域，粘结后去除多余的 材料便得到所需的原型或零件。也可以直接逐层喷涂陶瓷或其他材 料粉浆，硬化后即得到所需的原型或零件。
选择性激光烧结的基本原理
SLS 工 艺 是 利 用 粉 末 状 材料成形的。先在工作台上 铺上一层有很好密实度和平 整度的粉末，用高强度的 CO2 激光器在上面扫描出零 件截面，有选择地将粉末熔 化或粘接，形成一个层面， 利用滚子铺粉压实，再熔结 或粘接成另一个层面并与原 层面熔结或粘接，如此层层 叠加为一个三维实体。
低碳钢渗铜注射模芯和注射模零件
可以生产5万件以下的塑料零件，制成的直径 200mm冲压模，加工200个零件后磨损小于 0.08mm ok
间接制模法：利用RP原型作样件间接地制造模具，克服了 传统样件缺点，能够更快、更好、更方便地设计并制造出各 种复杂的原型(样件)，节省1/2时间和成本。常用的有：用RP 原型制作简易模具 1）用快速成型件作母模，制作硅橡胶模。这类模具寿命可 达20～100件，周期一周左右。 2)以快速成型件作母模，制作树脂型复合模。以液态的环 氧树脂与有机或无机材料复合为基体材料，以RP原型为基 准浇铸模具的一种制模方法。制造的模具寿命为100～5000 件。周期10天左右。
应用高分子材料技术、快速成型技术、快速翻制工艺以及
CNC加工等新技术、新工艺，可快速、低成本地制造非金属 模具，用于10-1000件批量产品的快速制造
该技术根据已有的产品原型，采用电铸、石墨电极研磨、真 空注型、金属喷涂、树脂复型等工艺方法快速制造各种批量 模具，具有成本低、速度快、精度高的优点 适用于产品开发过程中的小批量试制，以及小批量生产的、 结构较简单的模具的生产
快速成型技术及应用讲解
第一章 快速成型原理及方法概要
１.２快速成形的主要工艺方法 1.2.6固基光敏液相法（Solid ground curling--SGC）
固基光敏液相法的工艺原理如图1-8所示。一层的成型过程由五步来 完成：添料；掩膜紫外光曝光；清除未固化的多余液体料；向空隙处填 充蜡料和磨平。掩膜的制造采用了离于成像技术，因此同一底片可以重 复使用。由于过程复杂，SGC成形机是所有成形机中最庞大的一种。
第一章 快速成型原理及方法概要
1.1成型方式分类
(3)受迫成形（Stacking Forming）受迫成型是利 用材料的可成形性（如塑性等）在特定外围约束（边 界约束或外力约束）下成形的方法．传统的锻压，铸 造和粉末冶金等均属于受迫成形．
(4)生长成形(Growth Forming)生长成形是利用材 料的活性进行成形的方法，自然界中生物个体发育均 属于生长成形，“克隆”技术是产生在人为系统中的 生长成形方式．随着活性材料，仿生学，生物化学， 生命科学的发展，这种成形方式将会得到很大发展．
第一章 快速成型原理及方法概要
1.3 RPT的现状和发展方向
2.国内RPT的现状 国内RPT的研究从20世纪90年代初开始，起步较早
，发展很快，具有代表性的有： 清华大学，主要从事基于LOM和FDM工艺的设备、工
艺和材料的研究，已经产业化。 华中理工大学，主要从事基于LOM工艺的设备、工
艺和材料的研究，进来也开展了对SLS的研究，已经产 业化。
和材料各方面都存在很大的发展空间。上述介绍的各种 RP工艺方法各具优缺点，加工对象和应用方向也各有侧 重，使用的材料也不同。因此如何扬长避短，进一步完 善和改进各种RP工艺，提高加工效率和质量，降低设备 制造成本和运行成本，研究开发更多适用材料，降低材 料成本，这是RPT到了产业化阶段参与激烈的市场竞争 必须要面临的问题。
快速成型技术及应用
第一章 快速成型原理及方法概要
1.3 RPT的现状和发展方向
取得重大成果。如美国DTM公司利用SLS工艺成形金属 件。一般可通过两种途径：一是使用高功率二氧化碳激 光直接烧结金属粉，逐层堆积成致密度高的结构件；二 是使用中低功率二氧化碳激光烧结覆膜金属粉成形，然 后通过高温烧结和渗金属处理获得致密度高的结构件。 国内如中北大学已利用SLS工艺间接成形小型结构件并 获得阶段成果。西工大在高功率激光直接烧结金属粉的 研究已取得重大进展。 加强RPT的应用研究，最大程度地拓宽其应用领域 。我国更应重视将RPT与反求工程相结合设计开发新产 品，符合中国国情。
第一章 快速成型原理及方法概要
1.1成型方式分类
根据现代成形学的观点,从物质的组织方式分为以 下四类: (1)去除成形(Dislodge Forming).去除成型是利 用分离的方法,把一部分材料有序地从基体上分离出去 而成型的方法. (2)堆积成形(Stacking Forming)．堆积成型是运 用合并与连接的方法，把材料（气．液．固相）有序 地合并堆积起来的成型方法．RP即属于堆积成型．堆 积成型是在计算机控制下完成的，其最大特点是不受 成型零件复杂程度的限制．从广义上讲，焊接也属堆 积成型范畴．
第一章 快速成型原理及方法概要
１.２快速成形的主要工艺方法
1.2.2分层实体制造(Laminated Object Manufacturing--LOM)
也称薄形材料选择性切割．它根据三维模型每一个截面的轮廓线．在计算 机的控制下，用CO2激光束对薄形材料(如底面涂胶的纸)进行切割，逐步 得到各层截面，并黏结在一起，形成三维产品，如图所示．这种方法适合 成形大．中型零件，翘曲变形小，成形时间较短，但尺寸精度不高，材料 浪费大，且清除废料困难．
快速成型制造的几种典型工艺与后处理课件
快速成型制造的实际应用案 例
在医疗领域的应用
定制化医疗器械
通过快速成型技术，可以快速制造出符合患者特定需求的医疗器 械，提高治疗效果和舒适度。
体外医疗器械
制造体外医疗器械，如假肢、义肢等，可以根据患者的需求进行 个性化定制，提高使用舒适度和效果。
手术导板
利用快速成型技术制作手术导板，帮助医生在手术过程中精确引 导手术切口，提高手术精度和效果。
快速成型制造的几种 典型工艺与后处理课 件
contents
目录
• 快速成型制造概述 • 几种典型快速成型工艺 • 快速成型制造的后处理 • 快速成型制造的实际应用案例 • 快速成型制造的未来发展趋势及挑战 • 相关软件与技术介绍
CHAPTER
快速成型制造概述
快速成型制造的定 义
快速成型制造（Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM）是指基于三维 CAD模型数据，通过可编程、数字化的材料加工方法，快速制造出产品原型或零 件的集合。
粉末烧结成型工艺
原理
01
特点
02
应用领域
03
熔融沉积成型工艺
原理 特点 应用领域
立体印刷成型工 艺
01
原理
02
特点
03
应用领域
CHAPTER
快速成型Байду номын сангаас造的后处理
去除支撑结构
01
02
支撑结构
去除方法
03 注意事项
表面处理
表面粗糙
1
处理方法
2
注意事项
3
结构性能检测
检测方法
检测内容
注意事项
CHAPTER
RPM是一种集计算机辅助设计、材料加工、逆向工程技术、机械工程和电子工程 等多学科于一体的综合性技术。
在医疗领域的应用
定制化医疗器械
通过快速成型技术，可以快速制造出符合患者特定需求的医疗器 械，提高治疗效果和舒适度。
体外医疗器械
制造体外医疗器械，如假肢、义肢等，可以根据患者的需求进行 个性化定制，提高使用舒适度和效果。
手术导板
利用快速成型技术制作手术导板，帮助医生在手术过程中精确引 导手术切口，提高手术精度和效果。
快速成型制造的几种 典型工艺与后处理课 件
contents
目录
• 快速成型制造概述 • 几种典型快速成型工艺 • 快速成型制造的后处理 • 快速成型制造的实际应用案例 • 快速成型制造的未来发展趋势及挑战 • 相关软件与技术介绍
CHAPTER
快速成型制造概述
快速成型制造的定 义
快速成型制造（Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM）是指基于三维 CAD模型数据，通过可编程、数字化的材料加工方法，快速制造出产品原型或零 件的集合。
粉末烧结成型工艺
原理
01
特点
02
应用领域
03
熔融沉积成型工艺
原理 特点 应用领域
立体印刷成型工 艺
01
原理
02
特点
03
应用领域
CHAPTER
快速成型Байду номын сангаас造的后处理
去除支撑结构
01
02
支撑结构
去除方法
03 注意事项
表面处理
表面粗糙
1
处理方法
2
注意事项
3
结构性能检测
检测方法
检测内容
注意事项
CHAPTER
RPM是一种集计算机辅助设计、材料加工、逆向工程技术、机械工程和电子工程 等多学科于一体的综合性技术。
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其 中 Helisys 公 司 的 技 术 在 国 际 市 场 上 所 占 的 比 例 最 大 。 1984 年 Michael Feygin提出了分层实体制造（LOM）的方法，并于1985年组建Helisys公司， 1992年推出第一台商业机型LOM-1015（台面380mm×250mm×350mm） 后，又于1996年推出台面达815mm×550mm×508mm的LOM-2030H机型， 其成型时间比原来缩短了30%，如图所示。
率达到美国3D Systems公司SLA系列机器的水平，高于日本CMET公司Soup型机器的水平。
不同材料与结构，可调整回流量，从而改善涂层质量，此为国际首创；且可以采用不同公
司、不同牌号的树脂，有良好的兼容性和开放性。优于美国3D Systems公司、日本CMET公司 的同类产品。
零件模型管理和成型数据生成软件在Windows95下自主开发、整机自制，用户界面全部汉
第三章快速成型材料及设备II分解
பைடு நூலகம் ξ3 快速成型材料及设备
模具工程技术研究中心 METRC
一、光固化快速成型制造设备
20世纪70年代末到80年代初期，美国3M公司的Alan J. Hebert(1978)、 日本的小玉秀男(1980)、美国UVP公司的Charles W. Hull(1982)和日本的丸 谷洋二(1983)，在不同的地点各自独立地提出了RP的概念，即利用连续层 的选区固化产生三维实体的新思想。Charles Hull在UVP的继续支持下，完 成了一个能自动建造零件的称之为SLA-1的完整系统。同年，Charles Hull 和UVP的股东们一起建立了3D Systems公司，并于1988年首次推出SLA250机型，如图所示。
上海联泰公司开发的RS-600S光固化成型机
ξ3 快速成型材料及设备
模具工程技术研究中心 METRC
ξ3 快速成型材料及设备
模具工程技术研究中心 METRC
ξ3 快速成型材料及设备
模具工程技术研究中心 METRC
二、叠层实体快速成型制造设备
目 前 研 究 叠 层 实 体 制 造 成 型 （ LOM ） 设 备 和 工 艺 的 单 位 有 美 国 的 Helisys公司、日本的Kira公司、Sparx公司、新加坡的Kinergy公司以及国 内的华中科技大学和清华大学等。
采用了快速排序分层法，大大加快分层速度，且具有对分层数据自动诊断和修复功能。 国际上创新的YLSF成型工艺，大大减小了翘曲等变形误差，提高了原型件制作质量。优于
美国3D Systems公司的工艺方法；拐角误差采用自适应延时控制，较少了轮廓误差的影响，此 为国际首创。
零件成型精度达±0.1mm(<100mm)或0.1%(>100mm)，与国外水平相同；样件测试尺寸合格
目前，研究光固化成型设备的单位有美国 的3D Systems公司、Aaroflex公司，德国的 EOS 公 司 、 F&S 公 司 ， 日 本 的 SONY/D-MEC 公司、Teijin Seiki公司、Denken Engieering公 司 、 Meiko 公 司 、 Unipid 公 司 、 NTT DATA&CMET公司，以色列的Cubital公司以及 国内的西安交通大学、上海联泰科技有限公司
ξ3 快速成型材料及设备
3D Systems公司的SLA-3500机型
模具工程技术研究中心 METRC
3D Systems公司的SLA-5000机型
ξ3 快速成型材料及设备
3D Systems公司的SLA-7000机型
模具工程技术研究中心 METRC
3D Systems公司的Vipersi2SLA机型
ξ3 快速成型材料及设备
模具工程技术研究中心 METRC
在上述研究SLA设备的众多公司中，美国3D Systems公司的SLA技术在 国际市场上占的比例最大。3D Systems公司在继1988年推出第一台商品化 设备SLA250以来，又于1997年推出了SLA250HR、SLA3500、SLA5000 三种机型，在光固化成型设备技术方面有了长足的进步。其中，SLA3500 和SLA5000使用半导体激励的固体激光器，扫描速度分别达到2.54m/sec和 5m/sec，成层厚最小可达0.05mm。此外，还采用了一种称之为Zephyer recoating system的新技术，该技术是在每一成层上，用一种真空吸附式刮 板在该层上涂一层0.05~0.1mm的待固化树脂，使成形时间平均缩短了20%。 该公司于1999年推出SLA7000机型。SLA7000与SLA5000机型相比，成体 积虽然大致相同，但其扫描速度却达9.52m/sec，平均成型速度提高了4倍， 成层厚最小可达0.025mm，精度提高了一倍。3D Systems公司最新推出的 机型是Vipersi2SLA。
西安交通大学LPS600成型机
ξ3 快速成型材料及设备
模具工程技术研究中心 METRC
西安交通大学光固化成型机主要性能指标与技术特征
该成型机激光器、扫描与光聚焦系统两关键部件从国外引进，扫描速度SPS最大可达7m/s、
LPS可达2m/s，精度达±0.1mm；全范围扫描分辨率达3.6μm，整机控制精度达50μm，高于国 外同类机器水平，保证了可靠性；扫描光斑直径=0.2mm，SPS激光寿命>5000h，LPS激光寿命 >2000h，与国外水平相同。
ξ3 快速成型材料及设备
模具工程技术研究中心 METRC
国内西安交通大学在光固化成型技术、设备、材料等方面进行了大量的 研究工作，推出了自行研制与开发的SPS、LPS、和CPS三种机型，每种机 型有不同的规格系列，其工作原理都是光固化成型原理。其中SPS600和 LPS600成型机如图所示。
西安交通大学SPS600成型机
化，具有优异的交互性和易学性。而且三维STL模型的检视、分层过程与编辑、支撑结构的设 计全部实现了图视化操作；而成型控制软件是在DOS下开发，保证满足了控制的实时性要求， 操作界面全部汉化和图视化。
ξ3 快速成型材料及设备
模具工程技术研究中心 METRC
上海联泰科技有限公司开发的光固化成型设备主要有RS-350H、RS350S、RS-600H和RS-600S等机型。
率达到美国3D Systems公司SLA系列机器的水平，高于日本CMET公司Soup型机器的水平。
不同材料与结构，可调整回流量，从而改善涂层质量，此为国际首创；且可以采用不同公
司、不同牌号的树脂，有良好的兼容性和开放性。优于美国3D Systems公司、日本CMET公司 的同类产品。
零件模型管理和成型数据生成软件在Windows95下自主开发、整机自制，用户界面全部汉
第三章快速成型材料及设备II分解
பைடு நூலகம் ξ3 快速成型材料及设备
模具工程技术研究中心 METRC
一、光固化快速成型制造设备
20世纪70年代末到80年代初期，美国3M公司的Alan J. Hebert(1978)、 日本的小玉秀男(1980)、美国UVP公司的Charles W. Hull(1982)和日本的丸 谷洋二(1983)，在不同的地点各自独立地提出了RP的概念，即利用连续层 的选区固化产生三维实体的新思想。Charles Hull在UVP的继续支持下，完 成了一个能自动建造零件的称之为SLA-1的完整系统。同年，Charles Hull 和UVP的股东们一起建立了3D Systems公司，并于1988年首次推出SLA250机型，如图所示。
上海联泰公司开发的RS-600S光固化成型机
ξ3 快速成型材料及设备
模具工程技术研究中心 METRC
ξ3 快速成型材料及设备
模具工程技术研究中心 METRC
ξ3 快速成型材料及设备
模具工程技术研究中心 METRC
二、叠层实体快速成型制造设备
目 前 研 究 叠 层 实 体 制 造 成 型 （ LOM ） 设 备 和 工 艺 的 单 位 有 美 国 的 Helisys公司、日本的Kira公司、Sparx公司、新加坡的Kinergy公司以及国 内的华中科技大学和清华大学等。
采用了快速排序分层法，大大加快分层速度，且具有对分层数据自动诊断和修复功能。 国际上创新的YLSF成型工艺，大大减小了翘曲等变形误差，提高了原型件制作质量。优于
美国3D Systems公司的工艺方法；拐角误差采用自适应延时控制，较少了轮廓误差的影响，此 为国际首创。
零件成型精度达±0.1mm(<100mm)或0.1%(>100mm)，与国外水平相同；样件测试尺寸合格
目前，研究光固化成型设备的单位有美国 的3D Systems公司、Aaroflex公司，德国的 EOS 公 司 、 F&S 公 司 ， 日 本 的 SONY/D-MEC 公司、Teijin Seiki公司、Denken Engieering公 司 、 Meiko 公 司 、 Unipid 公 司 、 NTT DATA&CMET公司，以色列的Cubital公司以及 国内的西安交通大学、上海联泰科技有限公司
ξ3 快速成型材料及设备
3D Systems公司的SLA-3500机型
模具工程技术研究中心 METRC
3D Systems公司的SLA-5000机型
ξ3 快速成型材料及设备
3D Systems公司的SLA-7000机型
模具工程技术研究中心 METRC
3D Systems公司的Vipersi2SLA机型
ξ3 快速成型材料及设备
模具工程技术研究中心 METRC
在上述研究SLA设备的众多公司中，美国3D Systems公司的SLA技术在 国际市场上占的比例最大。3D Systems公司在继1988年推出第一台商品化 设备SLA250以来，又于1997年推出了SLA250HR、SLA3500、SLA5000 三种机型，在光固化成型设备技术方面有了长足的进步。其中，SLA3500 和SLA5000使用半导体激励的固体激光器，扫描速度分别达到2.54m/sec和 5m/sec，成层厚最小可达0.05mm。此外，还采用了一种称之为Zephyer recoating system的新技术，该技术是在每一成层上，用一种真空吸附式刮 板在该层上涂一层0.05~0.1mm的待固化树脂，使成形时间平均缩短了20%。 该公司于1999年推出SLA7000机型。SLA7000与SLA5000机型相比，成体 积虽然大致相同，但其扫描速度却达9.52m/sec，平均成型速度提高了4倍， 成层厚最小可达0.025mm，精度提高了一倍。3D Systems公司最新推出的 机型是Vipersi2SLA。
西安交通大学LPS600成型机
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模具工程技术研究中心 METRC
西安交通大学光固化成型机主要性能指标与技术特征
该成型机激光器、扫描与光聚焦系统两关键部件从国外引进，扫描速度SPS最大可达7m/s、
LPS可达2m/s，精度达±0.1mm；全范围扫描分辨率达3.6μm，整机控制精度达50μm，高于国 外同类机器水平，保证了可靠性；扫描光斑直径=0.2mm，SPS激光寿命>5000h，LPS激光寿命 >2000h，与国外水平相同。
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模具工程技术研究中心 METRC
国内西安交通大学在光固化成型技术、设备、材料等方面进行了大量的 研究工作，推出了自行研制与开发的SPS、LPS、和CPS三种机型，每种机 型有不同的规格系列，其工作原理都是光固化成型原理。其中SPS600和 LPS600成型机如图所示。
西安交通大学SPS600成型机
化，具有优异的交互性和易学性。而且三维STL模型的检视、分层过程与编辑、支撑结构的设 计全部实现了图视化操作；而成型控制软件是在DOS下开发，保证满足了控制的实时性要求， 操作界面全部汉化和图视化。
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模具工程技术研究中心 METRC
上海联泰科技有限公司开发的光固化成型设备主要有RS-350H、RS350S、RS-600H和RS-600S等机型。