一、光固化成型的基本原理和特点(SLA) （一）光固化成型的基本原理
光固化成型工艺过程原理图
ξ2 快速成型制造工艺
（二）光固化成型技术的特点 优点：
成型过程自动化程度高
SLA系统非常稳定，加工开始后，成型过程可以完全 自动化，直至原型制作完成。
尺寸精度高
SLA原型的尺寸精度可以达到±0.1mm。
优点
有较高的硬度和较好的机械性能，可进行各种切削加工
无须后固化处理 无须设计和制作支撑结构 废料易剥离
制件尺寸大 原材料价格便宜，原型制作成本 设备可靠性高，寿命
低
长
缺点
不能直接制作塑料工件 工件的抗拉强度和弹性不够好
工件易吸湿膨胀
工件表面有台阶纹
迭层实体制造方法与其他快速原型制造技术相比，具有制 作效率高、速度快、成本低等优点，在我国具有广阔的应用前 景。
(Laminated Object Manufacturing， 简称LOM，直译名为“叠层实体制造”) 。叠层实体制造技术（Laminated Object Manufacturing，LOM）是几种最成熟的快速成型制造技术之一。这种制造方法和设备自1991年问世以 来，得到迅速发展。由于叠层实体制造技术多使用纸材，成本低廉，制件精度高，而且制造出来的木质原型具有 外在的美感性和一些特殊的品质，因此受到了较为广泛的关注，在产品概念设计可视化、造型设计评估、装配 检验、熔模铸造型芯、砂型铸造木模、快速制模母模以及直接制模等方面得到了迅速应用。
去除成型(Dislodge Forming) ——又可分为机械联接、粘接术和焊接 三种方式。材料去除法则有人们所熟知的车、铣、刨、磨等工艺，是目 前制造业重要成型形式。
添加成型(Additive Forming) ——八十年代初一种全新的制造概念被提 了出来。通过添加材料来达到零件设计要求的成型方法，这种新型的零 件生产工艺就成为RP（快速成型）的主要实现手段。
激光器进行层面切割，逐层制作，当全部迭层制作完毕后，再将多余废料去除。
ξ2 快速成型制造工艺
在这种快速成形机上，截面轮廓被切割和叠合后所成的制品 如图所示。其中，所需的工件被废料小方格包围，剔 除这些小 方格之后，便可得到三维工件。
截面轮廓被切割和叠合后所成的制件
ξ2 快速成型制造工艺
叠层实体制造技术的特点:
3D打印与快速成型
---知识管理SHOW之五
20 Novembre, 2010
RP的概念与原理
• RP（Rapid Prototyping）技术
在制造业中各类零件的传统制造工艺按加工后原材料体积变化与否分为 ：
受迫成型(Forced Forming)——按被加工材料的自然状态又可分为固态 成型法（锻造、冲剪、挤压、拉拔等）、液态成型法（铸造）和半液态 成型法（注塑）。
优良的表面质量
虽然在每层固化时侧面及曲面可能出现台阶，但上表面仍可得到玻璃状的效果。
可以制作结构十分复杂的模型 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
ξ2 快速成型制造工艺
缺点：
制件易变形
成型过程中材料发生物理和化学变化
设备运转及维护成本较高 液态树脂材料和激光器的价格较高
使用的材料较少
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ξ2 快速成型制造工艺
前处理
分层叠加成型
构造三维模型 模型近似处理 成型方向选择
切片处理
光固化快速成型－SLA 叠层实体制造－LOM 选择性激光烧结－SLS 熔融沉积制造－FDM
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快速成型制作过程
后处理
工件剥离或 去支撑等 强硬化处理 表面处理
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ξ2 快速成型制造工艺
目前可用的材料主要为感光性的液态树脂材料
液态树脂有气味和毒性，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。
需要二次固化
经快速成型系统光固化后的原型树脂并未完全被激光固化。有时需清洗后置于 紫外烘箱中进行整体后固化。
较脆，易断裂性能尚不如常用的工业塑料
ξ2 快速成型制造工艺
叠层实体制造工艺(LOM)
ξ2 快速成型制造工艺
一、基本原理和特点 叠层实体制造工艺(LOM)
基本原理:
由计算机、材料存储及送进机构 、热粘压机构、激光切割系统、可 升降工作台和数控系统和机架等 组成。首先在工作台上制作基底 ，工作台下降，送纸滚筒送进一 个步距的纸材，工作台回升，热 压滚筒滚压背面涂有热熔胶的纸 材，将当前迭层与原来制作好的 迭层或基底粘贴在一起，切片软 件根据模型当前层面的轮廓控制
生长成型(Growth Forming) ——利用生物材料的活性进行成型的方法
,自然界的生物个体的发育都是属于生长成型。“克隆”技术是人为系
统中的生长成型方式。
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RP的概念与原理
• STL文件作为快速成型系统的输入信息。通过对 STL文件进行软件“切片”处理，得到切片信息及 扫描加工路径信息格式(SLI文件)，然后把所得到 的切片信及扫描路径信息进行程序处理，并转化 为数控命令代码形式，并输入到计算机数控系统 (CNC)中，最后由计算机数控系统完成零件的扫描 加工成形。
国内华中科技大学（武汉滨湖机电产业有限责任公司）、南京航空航天大 学、中北大学和北京隆源自动成型有限公司等，也取得了许多重大成果和系 列的商品化设备。
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。SLS的原理与SLA十分相象，主要区别在于 所使用的材料及其形状。SLA所用的材料是液态的紫外光敏可凝固树脂，而SLS 则使用粉状的材料。这是该项技术的主要优点之一，因为理论上任何可熔的 粉末都可以用来制造模型，这样的模型可以用作真实的原型制件。
ξ2 快速成型制造工艺
选择性激光烧结成型工艺(SLS)
选择性激光烧结工艺(Selective Laser Sintering，简称SLS)又称为选区激光烧 结，由美国德克萨斯大学奥汀分校的C. R. Dechard于1989年研制成功。该方法 已 被 美 国 DTM 公 司 商 品 化 。 于 1992 年 开 发 了 基 于 SLS 的 商 业 成 型 机 (Sinterstation)。十几年来，DTM公司在SLS领域做了大量的研究工作。德国的 EOS公司在这一领域也做了很多研究工作，并开发了相应的系列成型设备。