第三节 薄片分层叠加成形
用CO2激光器在刚粘接的 新层上切割出零件截面轮 廓和工件外框，并在截面 轮廓与外框之间多余的区 域内切割出上下对齐的网 格；激光切割完成后，工 作台带动已成形的工件下 降，与带状片材(料带)分离； 供料机构转动收料轴和供 料轴，带动料带移动，使 新层移到加工区域；工作 台上升到加工平面；热压 辊热压，工件的层数增加 一层，高度增加一个料厚； 再在新层上切割截面轮廓。 如此反复直至零件的所有 截面切割、粘接完，得到 三维的实体零件。
华中科技大学 清华大学 西安交通大学
第一节光敏树脂液相固化成形
第一节光敏树脂液相固化成形
第一节光敏树脂液相固化成形
⑵应用： ①直接制作各种树脂功能件，用作结构验证和功能测试； ②可制作比较精细和复杂的零件； ③可制造出有透明效果的制件； ④制作出来的原型件可快速翻制各种模具。 硅橡胶模、金属冷喷模、陶瓷模、合金模、电铸模、环氧树 脂模和气化模。
第一节光敏树脂液相固化成形
第一节光敏树脂液相固化成形
⒉特点和成形材料 ⑴特点： ①精度较高、表面质量好 精度能达到或小于0.1mm ②原材料利用率将近100％ ③能制造形状特别复杂 ( 如空心零件 ) 、特别 精细(如 首饰、工艺品等)的零件 ④制作出来的原型件，可快速翻制各种模具。
第一节光敏树脂液相固化成形
第四节 熔丝堆积成形
①成形材料 常用ABS工程塑料丝作为成形材料。 要求： 熔融温度低(80-120℃) 粘度低 粘结性好 收缩率小。 1)粘度： 影响材料挤出过程的主要因素是粘度。材料的粘度低、流动性好， 阻力就小，有助于材料顺利的挤出。 2)流动性： 材料的流动性差，需要很大的送丝压力才能挤出，会增加喷头的启 停响应时间，从而影响成形精度。
第三节 薄片分层叠加成形
⒉特点和成形材料 ⑴特点： ①易于制造大型、实体零件。 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。 ②零件的精度较高(<0．15mm)。 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。 ④成形材料纸张较便宜，运行成本和设备投资较低。
第三节 薄片分层叠加成形
⑵成形材料： ①成卷的纸（常用） 纸的一面事先涂覆一层热熔胶。 1)对纸材的要求是应具有： 抗湿性 稳定性 涂胶浸润性 抗拉强度 2)对热熔胶的要求： 应保证层与层之间的粘结强度。 常用EVA热熔胶： 由EVA树脂、增粘剂、蜡类和抗氧剂等组成。 ②塑料薄膜作为成形材料（偶尔）。
⑵成形材料： SL工艺的成形材料称为光固化树脂 ( 或称光敏树 脂) 主要包括： ①齐聚物 ②反应性稀释剂 ③光引发剂 根据引发剂的引发机理，光固化树脂可以分为三类： ①自由基光固化树脂 ②阳离子光固化树脂 ③混杂型光固化树脂
第一节光敏树脂液相固化成形
⒊SL光敏树脂液相固化成形设备和应用 ⑴设备 组成： ①Z轴升降工作台 ②X、Y工作台 ③光学系统 ④控制系统 ⑤光敏树脂
第三节 薄片分层叠加成形
⒊LOM分层叠加成形设备和应用 ⑴设备组成： ①激光系统 ②走纸机构 ③X、Y扫描机构 ④Z轴升降机构 ⑤加热辊 等组成。 ⑵应用： 制作汽车发动机曲轴、连杆、各类箱体、盖板等零部件的原形样 件。
第三节 薄片分层叠加成形
第四节 熔丝堆积成形
熔丝堆积成形(FDM—Fused Deposition Modeling)工艺由美国学 者Dr．Scott Crump于1988年研制成功，并由美国Stratasys公司推出 商品化的机器。 ⒈熔丝堆积成形—FDM工艺原理 FDM工艺是利用热塑性材料的热熔性、粘结性，在计算机控制下层层 堆积成型。
第四节 熔丝堆积成形
材料先抽成丝状， 通过送丝机构送进喷 头，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，材料迅速固 化，并与周围的材料 粘结，层层堆积成型。
第四节 熔丝堆积成形
⒉特点和成形材料 ⑴特点： ①使用、维护简单，成本较低。 ②用蜡成形的零件原型，可以直接用于失蜡铸造。 ③用ABS工程塑料制造的原型因具有较高强度而在产品设计、测 试与评估等方面得到广泛应用。 ⑵成形材料： 成形材料 支撑材料 成形材料是FDM工艺的基础，FDM工艺中使用的材料除成形材料 外还有支撑材料。
第二节 选择性激光粉末烧结成形
选择性激光粉末烧结成形(SLS—Selected Laser Sintering)工艺又称为选区 激光烧结。 产生和发展： 1989年由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C．R．Dechard研制成 功。已被美国DTM公司商品化。 ⒈选择性激光粉末烧结成形——SLS工艺原理 SLS工艺是利用粉末材料(金属粉末或非金属粉末)在激光照射下烧 结的原理，在计算机控制下层层堆积成形。
第一节光敏树脂液相固化成形
⒈光敏树脂液相固化成形——SL工艺原理 SL工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。 液态材料在一定波长(λ =325nm)和功率(P=30mW)的紫外激光的照射 下能迅速发生光聚合反应，分子量急剧增大，材料也就从液态转变 成固态。 加工： 零件分层(层高约0.1mm)→分层固化→整个零件固化完→三维实体 原型 分层固化： 液态光敏树脂→激光束扫描→液体固化（逐点扫描逐点固化）→一 层液态树脂固化完→下一层液态树脂→逐点扫描逐点固化→固化完
第十二章 快速成形技术
⒊代表性的工艺和种类： 20多种，众多的快速成形工艺中， 具有代表性的工艺是： ⑴光敏树脂液相固化成形 ⑵选择性粉末烧结成形 ⑶薄片分层叠加成形 ⑷熔丝堆积成形 等4种。
第十二章 快速成形技术
第一节光敏树脂液相固化成形 第二节 选择性激光粉末烧结成形 第三节 薄片分层叠加成形 第四节 熔丝堆积成形
第二节 选择性激光粉末烧结成形
在工作台上均匀 铺上一层很薄(0.1— 0.2mm)的粉末，激光 束在计算机控制下按 照零件分层轮廓有选 择性地进行烧结，一 层完成后再进行下一 层烧结。全部烧结完 后去掉多余的粉末， 再进行打磨、烘干等 处理便获得零件。 C02激光器
第二节 选择性激光粉末烧结成形
第一节光敏树脂液相固化成形
光敏树脂液相固化成形(SL—Stereolithography)又称光固化立体造 型或立体光刻。 产生和发展： 由Charles Hul发明并于1984年获美国专利。 1988年美国3D系统公司推出商品化的世界上第一台快速原型成形机。 SL方法是目前RP技术领域中研究得最多的方法，也是技术上最为成 熟的方法。目前，SLA系列成形机占据着RP设备市场较大的份额。
第三节 薄片分层叠加成形
薄片分层叠加成形(LOM—Laminated Object Manufacturing)工艺又称 叠层实体制造 分层实体制造 纸片叠层法（因为常用纸作原料）
产生和发展： 1986年由美国Helisys公司研制成功，并推出商品化的机器。
⒈薄片分层叠加成形——LOM工艺原理 LOM工艺采用薄片材料（如纸、塑料薄膜等）作为成形材料，片材 表面事先涂覆上一层热熔胶。加工时，用CO2激光器(或刀)在计算机 控制下按照CAD分层模型轨迹切割片材，然后通过热压辊热压，使 当前层与下面已成形的工件层粘接，从而堆积成型。
第十二章 快速成形技术
⒉特点： ⑴可以自动、直接、快速、精确地将设计思 想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件。 ⑵产品设计进行快速评估、修改及功能试验， 大大缩短了产品的研制周期。 ⑶快速工装模具制造、快速精铸技术则可实 现零件的快速制造。 ⑷增材加工法 ⑸综合了机械工程、CAD、数控技术、激光 技术和材料科学技术。
第四节 熔丝堆积成形
3)熔融温度： 熔融温度低对FDM工艺的好处是多方面的。 熔融温度低可以使材料在较低的温度下挤出，有利于提高喷头和整个 机械系统的寿命； 可以减少材料在挤出前后的温差，减少热应力，从而提高原型的精度。 4)粘结性： 粘结性主要影响零件的强度。 FDM工艺是基于分层制造的一种工艺，层与层之间往往是零件强度最薄 弱的地方，粘结性好坏决定了零件成型以后的强度。粘结性过低，有时 在成形过程中由于热应力就会造成层与层之间的开裂。 5) 收缩率： 收缩率在很多方面影响零件的成形精度。 ②支撑材料 支撑材料是加工中采取的辅助手段，在加工完毕后必须去除，所以支撑材料 与成形材料的亲和性不能太好。
第二节 选择性激光粉末烧结成形
第二节 选择性激光粉末烧结成形
第二节 选择性激光粉末烧结成形
第二节 选择性激光粉末烧结成形
⑵应用： ①直接制作各种高分子粉末材料的功能件，用作结构验证和功能 测试，并可用于装配样机。 ②制件可直接作精密铸造用的蜡模和砂型、型芯，制作出来的原型 件可快速翻制各种模具。 硅橡胶模、金属冷喷模、陶瓷模、合金模、电铸模、环氧树脂 模和气化模等。
第四节 熔丝堆积成形
⒊FDM熔丝堆积成形设 备和应用 ⑴设备组成 ⑵应用 用于成形具有很复 杂的内腔、孔等零件。
精品课件！
精品课件！
几种常用的RP快速成形工艺优缺点比较
Hale Waihona Puke 第二节 选择性激光粉末烧结成形⒊SLS选择性激光粉末烧结成形设备和应用 ⑴设备 组成： ①机械结构 机架、工作平台、铺粉机构、两个活塞缸、集料箱、加热 灯 和通风除尘装置。 ②光路系统 激光器、反射镜、扩束聚焦系统、扫描器、光束合成器、指 示光源。 ③控制系统 HRPS型系列激光粉末烧结系统：华中科技大学 AFS一300型激光快速成形机：清华大学
⒉特点和成形材料 ⑴SLS工艺的特点 ①材料适应面广。 不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、石蜡等材料的零件。 特别是可以直接制造金属零件。 ②SLS工艺无需加支撑。 没有被烧结的粉末起到了支撑的作用。可以烧结制造空心、多 层 缕空的复杂零件。 ⑵SLS烧结成形用的材料 蜡粉及高分子塑料粉 金属或陶瓷粉进行粘接或烧结 任何受热粘结的粉末都有被用作 SLS 原材料的可能性，原则上包 括了塑料、陶瓷、金属粉末及它们的复合粉。
第二节 选择性激光粉末烧结成形