幾種常見快速成型工藝的比較

1、幾種快速成型方式的比較 幾種常見快速成型工藝的比較 在 快速領域里一直站主導地位快速成型工藝主要包括：FDM, SLA, SLS, LOM等工藝，而這幾種工藝又各有千秋，下面我們在主 要看一下這幾種工藝的優(yōu)缺 點比較： FDM(fused deposition Modeling) 絲狀材料選擇性熔覆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(如工程塑料 、聚碳酸酯)加熱熔化進而堆積成型方法， 簡稱絲狀材料選擇性熔覆 .原理如下：加熱噴頭在計算機的控制下，根據(jù)產(chǎn)品零件的截面輪 廓信息，作平面運動，熱塑性絲狀材料由供絲機構送至熱熔噴頭，并在噴頭中加熱和熔化 成半液態(tài)，然后被擠壓出來，

2、有選擇性的涂覆在工作臺上，快速冷卻后形成一層大約厚的 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 畫 出截面輪廓，如此循環(huán)，最終形成三維產(chǎn)品零件。 這種工藝方法同樣有多種材料可供選用， 如工程塑料；聚碳酸酯、工程塑料PPSF:以及ABS與PC的混合料等。這種工藝干凈，易于操 作，不產(chǎn)生垃圾，并可安全地用于辦公環(huán)境，沒有產(chǎn)生毒氣和化學污染的危險。適合于產(chǎn) 品設計的概念建模以及產(chǎn)品的形狀及功能測試。專門開發(fā)的針對醫(yī)用的材料ABS-i: 因為其 具有良好的化學穩(wěn)定性，可采用伽碼射線及其他醫(yī)用方式消毒，特別適合于醫(yī)用。FDM 快 速原型技術的優(yōu)點是： 制造系統(tǒng)

3、可用于辦公環(huán)境，沒有毒氣或化學物質的污染； 1 次成型、 易于操作且不產(chǎn)生垃圾； 獨有的水溶性支撐技術，使得去除支撐結構簡單易行，可快速構 建瓶狀或中空零件以及一次成型的裝配結構件； 原材料以材料卷的形式提供，易于搬運和 快速更換。可選用多種材料，如各種色彩的工程塑料以及醫(yī)用ABS等快速原型技術的缺點 是：成型精度相對國外先進的SLA工藝較低，最高精度、成型表面光潔度不如國外SLA:成 型速度相對較慢光敏樹脂選擇性固化是采用立體雕刻 ( Stereolithography) 原理的一種工藝的 簡稱，是最早出現(xiàn)的一種快速成型技術。在樹脂槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂，它在紫外激光束 的照射下會快速固化。成

4、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，按照截面輪廓的要求，沿液面進行掃描，使被掃描 區(qū)域的樹脂固化，從而得到該截面輪廓的樹脂薄片。然后，工作臺下降一層薄片的高度， 以固化的樹脂薄片就被一層新的液態(tài)樹脂所覆蓋，以便進行第二層激光掃描固化，新固化 的一層牢粘結在前一層上，如此重復不已，直到整個產(chǎn)品成型完畢。最后升降臺升出液體 樹脂表面，取出工件，進行清洗、去處支撐、二次固化以及表面光潔處理等。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，能直接得到樹脂或類似工程塑料的產(chǎn)品。 主要用于概念模型的原型制作，或用來做簡單裝配檢驗和工藝規(guī)劃。

5、快速原型技術的優(yōu)點 是：表 面質量較好； 、成型精度較高， 精度在(國內精度在 之間，并且存在很大的波動性) ； 系統(tǒng)分辨率較高。SLA的技術缺點：需要專用的實驗室環(huán)境，成型件需要后處理，比如：二 次固化，防潮處理等工序。、尺寸穩(wěn)定性差，隨著時間推移，樹脂會吸收空氣中的水分， 導致軟薄部分的翹曲變形，進而極大地影響成型件的整體尺寸精度；氦鎘激光管的壽命僅 30 小時，價格較昂貴，由于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。 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(shù)情況 下都不能進行耐久性和熱性能試驗，且光敏樹脂對環(huán)境有污染，使皮膚過敏。需 要設

6、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，支撐結構需 在未完全固化時手工去除，容易破壞成型件。SLS：（ Slected laser sintering） 粉末材料選擇性 燒結是一種快速原型工藝，簡稱粉末材料選擇性燒結采用二氧化碳激光器對粉末材料（塑 料粉等與粘結劑的混合粉）進行選擇性燒結，是一種由離散點一層層堆集成三維實體的快 速成型方法。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對集成 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

7、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，在鋪上一層粉末，進行 下一層燒結，如此循環(huán)，形成三維的原型零件。最后經(jīng)過 5-10 時冷卻，即可從粉末缸中取 出零件。未經(jīng)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，能直接的到塑料、陶瓷或金屬零件，零件的翹曲變形 比液態(tài)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

8、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 選擇性燒結快速原型工藝適合于產(chǎn)品設計的可視化表現(xiàn)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(chǎn)品可具有與金 屬零件相近的機械性能，但由于成型表面較粗糙，滲銅等工藝復雜，所以有待進一步提高。 快速原型技術的優(yōu)點 與其他工藝相比，能生產(chǎn)較硬的模具?？?以采用多種原料，包括類工 程塑料、蠟、金屬、陶瓷等。 零 件的構建時間較短，可達到

9、高度。 無 需設計和構造支撐。 快速原型技術缺點是有激光損耗，并需要專門實驗室環(huán)境，使用及維護費用高昂。 需 要預 熱和冷卻，后處理麻煩；成型表面粗糙多孔，并受粉末顆粒大小及激光光斑的限制。需 要 對加工室不斷充氮氣以確保燒結過程的安全性，加工成本高。成型過程產(chǎn)生有毒氣體和粉 塵，污染環(huán)境。 LOM （ Laminated Object Manufacturing） 箔材疊層實體制作快速原型技術是 薄片材料疊加工藝，簡稱 LOM。 箔材疊層實體制作是根據(jù)三維模型每個截面的輪廓線，在 計算機控制下，發(fā)出控制激光切割系統(tǒng)的指令，使切割頭作方向的移動。供料機構將地面 涂有熱溶膠的箔材（如涂覆紙、涂覆

10、陶瓷箔、金屬箔、塑料箔材）一段段的送至工作臺的 上方。激光切割系統(tǒng)按照計算機提取的橫截面輪廓用二氧化碳激光束對箔材沿輪廓線將工 作臺上的紙割出輪廓線，并將紙的無輪廓區(qū)切割成小碎片。然后，由熱壓機構將一層層紙 壓緊并粘合在一起?？缮倒ぷ髋_支撐正在成型的工件，并在每層成型之后，降低一個紙 厚，以便送進、粘合和切割新的一層紙。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(chǎn)品。 疊 層實體制作快速原型工藝適合 制作大中型原型件，翹曲變形較小，成型時間較短，激光器使用壽命長，制成件有良好的 機械性能，適合于產(chǎn)品設計的概念建模和功能性測試零件。且由于制成的零件具有木質屬 性，特別適合于直接制作砂型鑄造模。 快速原型技術的優(yōu)點是 ,成 型速度較快，由于只需要 使激光束沿著物體的輪廓進行切割，無需掃描整個斷面，所以成型速度很快， 無 需設計和 構建支撐結構。 快 速原型技術的缺點是：有激光損耗，并需要專門實驗室環(huán)境，維護費用 高昂； 可 實際應用的原材料種類較少，盡管可選用若干原材料，例如紙、塑料、陶土