1、四大快速成型工藝和優缺點目前世界上的快速成型工藝主要有以下幾種:一、FDM -熔融堆積工藝絲狀材料選擇性熔覆(Fused Deposition Modeling )快速原型工藝是一種不依靠激光作為成型能源、而將各 種絲材加熱溶化的成型方法，簡稱絲狀材料選擇性熔覆的原理是，加熱噴頭在計算機的控制下，根據產品零件的截面輪廓信息，作FDM。X-Y平面運動。熱塑性絲狀材料(如直徑為 1.78mm的塑料絲)由供絲機構送至噴頭，并在噴頭中加熱和溶化成半液態，然后被擠壓出來，有選擇性的涂覆在工作臺上，快速冷卻后形成一層薄片輪廓。一層截面成型完成后工作臺下降一定高度，再進行下一層的熔覆，好像一層層"

2、畫出"截面輪廓，如此循環，最終形成三維產品零件。這種工藝方法同樣有多種材料選用，如ABS塑料、澆鑄用蠟、人造橡膠等。這種工藝干凈，易于操作，不產生垃圾，小型系統可用于辦公環境， 沒有產生毒氣和化學污染的危險。但仍需對整個截面進行掃描涂覆,成型時間長。適合于產品設計的概念建模以及產品的形狀及功能測試。由于甲基丙烯酸ABS （MABS）材料具有較好的化學穩定性，可采用伽馬射線消毒，特別適用于醫用。但成型精度相對較低，不適合于制作 結構過分復雜的零件。FDM快速成型技術的優點是:1、制造系統可用于辦公環境，沒有毒氣或化學物質的危險。2、工藝干凈、簡單、易于材作且不產生垃圾。3、可快速構建瓶

3、狀或中空零件。4、原材料以卷軸絲的形式提供，易于搬運和快速更換。5、可選用多種材料，如可染色的ABS和醫用ABS、澆鑄用蠟和人造橡膠。1、FDM快速原型技術的缺點是：精度較低，難以構建結構復雜的零件。2、垂直方向強度小。3、速度較慢，不適合構建大型零件。二、SLA -樹脂光固化工藝光敏樹脂選擇性固化是采用立體雕刻(Stereolithography )原理的一種工藝，簡稱SLA，也是最早出現的、 技術最成熟和應用最廣泛的快速成型技術。在樹脂液槽中盛滿液態光敏樹脂，它在紫外激光束的照射下會快速固化。成型過程開始時，可升降的工作 臺處于液面下一個截面層厚的高度，聚焦后的激光束，在計算機的控制下，按

4、照截面輪廓的要求，沿液面 進行掃描，使被掃描區域的樹脂固化，從而得到該截面輪廓的塑料薄片。然后，工作臺下降一層薄片的高 度，以固化的塑料薄片就被一層新的液態樹脂所覆蓋，以便進行第二層激光掃描固化，新固化的一層牢固的粘結在前一層上，如此重復不已，直到整個產品成型完畢。最后升降臺升出液體樹脂表面，即可取出工 件，進行清洗和表面光潔處理。光敏樹脂選擇性固化快速成型技術適合于制作中小形工件，能直接得到塑料產品。主要用于概念模型的原 型制作，或用來做裝配檢驗和工藝規劃。它還能代替臘模制作澆鑄模具，以及作為金屬噴涂模、環氧樹脂 模和其他軟模的母模，使目前較為成熟的快速原型工藝。SLA快速原型技術的優點是:

5、1、系統工作穩定。系統一旦開始工作，構建零件的全過程完全自動運行，無需專人看管，直到整個工藝 過程結束。2、 尺寸精度較高，可確保工件的尺寸精度在0.1mm以內。3、表面質量較好，工件的最上層表面很光滑，側面可能有臺階不平及不同層面間的曲面不平。4、系統分辨率較高，因此能構建復雜結構的工件。SLA快速原型的技術缺點:隨著時間推移，樹脂會吸收空氣中的水分，導致軟薄部分的彎曲和卷翅。2、氦-鎘激光管的壽命僅3000小時，價格較昂貴。同時需對整個截面進行掃描固化，成型時間較長，因 此制作成本相對較高。1、可選擇的材料種類有限，必須是光敏樹脂。由這類樹脂制成的工件在大多數情況下都不能進行耐久性 和熱性

6、能試驗，且光敏樹脂對環境有污染，使皮膚過敏。3、4、需要設計工件的支撐結構，以便確保在成型過程中制作的每一個結構部位都能可靠定位。5、光敏樹脂的價格較高。三、SLS -粉末激光燒結工藝粉末材料選擇性燒結(Selected Laser Sintering)是一種快速成型工藝，簡稱SLS。粉末材料選擇性燒結采用二氧化碳激光器對粉末材料(塑料粉、陶瓷與粘結劑的混合粉、金屬與粘結劑的混合粉等)進行選擇性燒結，是一種由離散點一層層堆積成三維實體的工藝方法。在開始加工之前，先將充有氮氣的工作室升溫，并保持在粉末的熔點以下。成型時，送料筒上升，鋪粉滾 筒移動，先在工作平臺上鋪一層粉末材料，然后激光束在計算機

7、控制下按照截面輪廓對實心部分所在的粉末進行燒結，使粉末溶化繼而形成一層固體輪廓。第一層燒結完成后，工作臺下降一截面層的高度，再鋪上一層粉末，進行下一層燒結，如此循環，形成三維的原型零件。最后經過5-10小時冷卻，即可從粉末缸中取出零件。未經燒結的粉末能承托正在燒結的工件，當燒結工序完成后，取出零件。粉末材料選擇性燒結工藝適合成型中小件，能直接得到塑料、陶瓷或金屬零件，零件的翹曲變形比液態光敏樹脂選擇性固化工藝要小。但這種工藝仍需對整個截面進行掃描和燒結，加上工作室需要升溫和冷卻,成型時間較長。此外，由于受到粉末顆粒大小及激光點的限制，零件的表面一般呈多孔性。在燒結陶瓷、金屬與粘結劑的混合粉并得

8、到原型零件后，須將它置于加熱爐中，燒掉其中的粘結劑，并在孔隙中滲入填 充物，其后處理復雜。粉末材料選擇性燒結快速成型工藝適合于產品設計的可視化表現和制作功能測試零件。由于它可采用各種不同成分的金屬粉末進行燒結、進行滲銅等后處理，因而其制成的產品可具有與金屬零件相近的機械性能,故可用于制作EDM電極、直接制造金屬模以及進行小批量零件生產。SLS快速成型技術的優點是:1、2、與其他工藝相比，能生產最硬的模具。可以采用多種原料，例如絕大多數工程用塑料、蠟、金屬、陶瓷等。3、4、零件的構建時間短，可達到 1in/h高度。無需對零件進行后矯正。5、無需設計和構造支撐。選擇性燒結的最大優點是可選用多種材料

9、，適合不同的用途、所制作的原型產品具有較高的硬度，可進行功能試驗。SLS快速原型技術缺點是:1、在加工前，要花近2小時的時間將粉末加熱到熔點以下，當零件構建之后，還要花5-10小時冷卻， 然后才能將零件從粉末缸中取出。2、表面的粗糙度受到粉末顆粒大小及激光點的限制。3、零件的表面一般是多孔性的，為了使表面光滑必須進行后處理。4、5、需要對加工室不斷充氮氣以確保燒結過程的安全性，加工的成本高。 該工藝產生有毒氣體，污染環境。四、LOM -薄材疊層實體制造工藝LOM。薄材疊層實體制作(Laminated Object Manufacturing )快速成型技術是薄片材料疊加工藝，簡稱 薄材疊層實體

10、制作是根據三維CAD模型每個截面的輪廓線，在計算機控制下，發出控制切割系統的指令, 使切割頭作X和Y方向的移動。供料機構將涂有熱溶膠的薄材(如涂覆紙、涂覆陶瓷箔、金屬箔、塑料薄 材)一段段的送至工作臺的上方。切割系統按照計算機提取的橫截面輪廓用激光束或其他切割頭對薄材沿 輪廓線將工作臺上的打印材料割出輪廓線，然后，由熱壓機構將一層層打印材料壓緊并粘合在一起。可升 降工作臺支撐正在成型的工件，并在每層成型之后，降低一個打印材料層厚，以便送進、粘合和切割新的 一層打印材料。最后形成由許多小廢料塊包圍的三維原型零件。然后取出，將多余的廢料小塊剔除，最終 獲得三維產品。疊層實體制作快速成型工藝適合制作

11、大中小型原型件，翹曲無變形，尺寸精度較高，成型時間較短，使用 壽命長，制成件有良好的機械性能，適合于產品設計的概念建模驗證和功能性測試零件。LOM快速原型技術的優點是:1、藝。由于只需要使切割頭沿著物體的輪廓進行切割，無需掃描整個斷面，所以這是一個高速的快速原型工 零件體積越大，效率越高。2、加工后零件可以直接使用，無需進行后矯正。3、無需設計和構建支撐結構。4、易于使用，無環境污染。LOM快速原型技術的缺點是:1、可實際應用的原材料種類較少，目前常用的只是紙和PVC塑料，其他薄材正在研制開發中。去除多余的廢料相對比較繁瑣，因此在打印前要設置好模型剝除切口。快速成型技術的原理、工藝過程成型技術

12、是近20年來制造領域中一個革命性的技術突破，它不僅在制造原理上與傳統方法迥然不同，更重要的是當前新產品開發是以市場反應為第一晴雨表，產品競爭越來越激烈，應用RP技術就可以在不開模 具的前提下，迅速可以得到產品原型，快速響應市場。并且縮短產品開發周期，降低開發成本。快速成型屬于離散/堆積成型，它將計算機上制作的零件三維模型，進行網格化處理并存儲，對其進行分 層處理，得到各層截面的二維輪廓信息，按照這些輪廓信息自動生成加工路徑，由成型頭在控制系統的控 制下，選擇性地固化或切割一層層的成型材料，形成各個截面輪廓薄片，并逐步順序疊加成三維坯件.然 后進行坯件的后處理，形成零件。快速成型的工藝過程具體如

13、下:l ）產品三維模型的構建。由于RP系統是由三維 CAD模型直接驅動，因此首先要構建所加工工件的三維CAD模型。該三維 CAD模型可以利用計算機輔助設計軟件（如P ro/E , I-DEAS , Solid Works , UG 等）直接構建，也可以將已有產CT斷層掃描，得到點品的二維圖樣進行轉換而形成三維模型，或對產品實體進行激光掃描、三維反求、 云數據，然后利用反求工程的方法來構造三維模型。2 ）三維模型的近似處理。由于產品往往有一些不規則的自由曲面，加工前要對模型進行近似處理，以方 便后續的數據處理工作。由于 STL格式文件格式簡單、實用，目前已經成為快速成型領域的準標準接口文 件。它

14、是用一系列的小三角形平面來逼近原來的模型，每個小三角形用 3個頂點坐標和一個法向量來描述,STL文件有二進制碼和 件所占用的空間小得多,三角形的大小可以根據精度要求進行選擇。ASCII碼兩種輸出形式，二進制碼輸出形式所占的空間比ASCII碼輸出形式的文但ASCII碼輸出形式可以閱讀和檢查。 很多CAD軟件都帶有轉換和輸出STL格 式文件的功能。根據被加工模型的特征選擇合適的加工方向，在成型高度方向上用一系列一定0.05mm0.5mm，常用 0.1mm 。3 ）三維模型的切片處理。間隔的平面切割近似后的模型，以便提取截面的輪廓信息。間隔一般取間隔越小，成型精度越高，但成型時間也越長，效率就越低，反之則精度低，但效率高。4 ）成型加工和模型精度。根據模型文件切片處理的截面輪廓