分子量急剧增大，材料也就从液态转变成固态。
SLA工作原理 SLA工作原理图
SLA优点： (1)原材料的利用率将近100% ； (2)尺寸精度高( ±0. 1 mm)； (3)表面质量优良； (4)可以制作结构十分复杂的模型。 SLA缺点： (1)成型过程中伴随着物理和化学变化，所以制件较易弯曲，
快速成型技术 RapidPrototyping
RP技术的主要特点：
（1）可以制造任意复杂的三维几何实体 （2）快速性 :几个小时到几十个小时就可制造出零件 （3）高度柔性：无需任何专用夹具或工具 （4）产品结构与性能的及时快速优化 （5）进行小批量生产 （6）RP技术有利于环保
二、RP技术加工方法和设备
需要支撑，如图5； (2)可使用的材料种类较少； (3)液态树脂具有气味和毒性，并且需要避光保护，以防止
提前发生聚合反应，选择时有局限性。
SLA成型中加入支撑示意图
2、LOM（ Laminated Object Modelling）
LOM工艺由美国Helisys于1986年研制成功。LOM工 艺采用薄片材料，如纸、塑料薄膜等。片材表面事先涂覆 上一层热熔胶。其主要零部件有：工作平台、CO2激光器、 加热辊、供料与收料辊等。
目前RP技术的快速成型工艺方法有十多种。现简要介 绍四种比较成熟且常用的四种成型方法：光固化成型 （SLA）、分层实体制造（LOM）、选择域激光粉末烧 结成型（SLS）、熔融沉积成型（FDM）。
1、SLA
光固化法是第一个投入商业应用的RP技术,它以美国 3D Systems公司生产的SLA系列成型机为代表。SLA技术 是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的，这种液态材料 在一定波长和强度的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应，
喷头扫描并喷 出半流动状材料
FDM原理图
材料固化
喷头是实现FDM工艺的关键部件，喷头结构设计和控 制方法是否合理，直接关系到成型过程能否顺利进行，并 影响成型的质量 ，另一方面为了提高生产效率可以采用多 喷头，美国3D公司推出的Actua2100,其喷头数多达96个。
在成型有支撑制件时单喷头和双喷头的比较：
4、FDM(Fused Deposition Modelling)
FDM工艺由美国工程师ScottCrump于1988年研制成 功。FDM的材料一般是热塑性材料，以丝状供料。材料 在喷头内被加热熔化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运 动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速凝固，并与周围的 材料凝结。
加热丝状材料
激光功率较低时,烧结件的拉伸强度和冲击强度均随 激光功率的增加而增加。激光功率过大时引起粉末的氧化 降解,从而降低了烧结件的强度。
扫描速度决定了激光束对粉末的加热时间,在激光功 率相同的情况下,扫描速度越低,激光对粉末的加热时间越 长,传输的热量多,粉末熔化较好,烧结件的强度高。但过低 的扫描速度导致粉末表面的温度过高,不仅不能提高烧结件 的强度,还会影响成型速度。
FDM快出成型支撑结构图
三、快速成型技术的应用
快速成型技术的最初应用主要集中在产品开发中的设 计评价、 功能试验上。 设计人员根据快速成型得到的试 件原型对产品的设计方案进行试验分析、 性能评价 ,借此 缩短产品的开发周期、 降低设计费用。经过十几来的发 展 ,快速成型技术早已突破了其最初意义上的 “原型” 概 念 ,向着快速零件、 快速工具等方向发展。
目前RP技术已得到了工业界的普遍关注, 尤其在家用 电器、汽车、玩具、轻工业产品、建筑模型、医疗器械及 人造器官模型、航天器、军事装备、考古、工业制造、雕 刻、电影制作以及从事CAD 的部门都得到了良好的应用. 其用途主要体现在以下6个方面。
单喷头 成型材料
密实 疏松
剥离
双喷头 支撑材料
水溶性或低 熔点材料
溶于水或加热
目前，FDM系统采用柱塞式喷头（左图）和螺杆式挤 出喷头（右图）。
柱塞式喷头
螺杆式喷头
FDM的优点： (1)由于热融挤压头系统构造原理和操作简单，维护成本低，
系统运行安全； (2)原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形小； (3)原材料利用率高，且材料寿命长。 FDM的缺点： (1)成型件的表面有较明显的条纹； (2)沿成型轴垂直方向的强度比较弱； (3)需要设计与制作支撑结构，如下图。
热压辊热压片材
激光器切割出 零件截面轮廓
和工件外框
工作台下降
滚筒转动
LOM原理图
工作台上升
多余网格部分的去除
薄壳件
头盖骨 LOM 2030 H机器外观
LOM优点：
（1）成型效率高，LOM工艺只需在片材上切割出零件截 面的轮廓，而不用扫描整个截面，因此成型厚壁零件的速 度较快，易于制造大型零件；
（2）无翘曲变形，工艺过程中不存在材料相变，因此没有 热应力、膨胀和收缩不易引起翘曲变形；
（3）无需加支撑，工件外框与截面轮廓之间的多余材料在 加工中起到了支撑作用，所以LOM工艺无需加支撑。
LOM缺点：材料浪费严重，表面质量差。
3、SLS (Selective Lase Sintering)
SLS工艺最初由美国德克萨斯大学奥斯汀分校 (UIIiversity rd于1989年在 其硕士论文中提出，后由Texas大学组建的DTM公司于 1992年推出了该工艺的商业化生产设备Sinterstation。
单层层厚指铺粉厚度,即工作缸下降一层的高度。对于 某一制品,采用较大的单层厚度,所需制造的总层数少,制造 时间短。但由于激光在粉末中的透射强度随厚度的增加而 急剧下降,单层厚度过大,会导致层与层之间黏结不好,甚至 出现分层,严重影响成型件的强度。
SLS的优点是无需支撑,成型的零件机械性能好,强度 高。缺点是粉末比较松散,烧结后精度不高,尤其是Z轴方向 的精度难以控制。
该工艺实用高功率的激光加热，把粉末熔化在一起形 成零件，SLS工艺的重要吸引力是可用于多种热塑性塑料 的成型,如尼龙、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯类、聚苯乙烯、聚 氯乙烯、高密度聚乙烯等。
SLS工作原理： SLS工作原理图
铺粉 激光器扫描
SLS方法中的工艺参数对粉末的熔融有很大影响，如 激光功率、光斑大小、扫描速度、扫描间距、单层厚度、 粉床温度等都会影响烧结件的性能。