技術(shù)

傳統(tǒng)的工業(yè)成形技術(shù)中大部分也是遵循這一方法的，如車削、銑削、鉆削、磨削、刨削；另外一些是采用模具進(jìn)行成形，如鑄造、沖壓。而激光快速成形卻是采用一種全新的成形原理——分層加工、迭加成形。對于學(xué)過高等數(shù)學(xué)的人來說，這種原理并不陌生。在定積分的應(yīng)用中，曾講到母線是已知曲線的旋轉(zhuǎn)體體積計算和平行截面已知的立體體積計算，兩者都是取厚度為△Xi的截面，近似地看成是扁圓柱體或曲邊柱體，然后加以迭加：

    當(dāng)‖△x‖→O時，就分別得到旋轉(zhuǎn)體或平行截面已知立體的體積。

    地形地貌是由復(fù)雜曲面構(gòu)成的，但是，只要我們測繪出不同高度的等高線，就可以據(jù)此在平板上切割出大小、形狀各異的曲邊平面(當(dāng)然，板厚與相鄰兩條等高線之間的高度差應(yīng)符合地形圖的比例尺)，然后再把它們層疊起來，只要等高線取得足夠密，就可以制作成逼真的 地形模型。

    目前，按照這種分層加工、迭加成形原理開發(fā)出的激光快速成形機(jī)有很多種，在此擇其主要幾種作一概要的介紹：

    1、液態(tài)光敏聚合物選擇性固化(SLA:Strreolithographypparatus立體平板印刷設(shè)備)

    1902年美國的一項專利提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理，1986年美國的又一項專利提出用激光照射液態(tài)光敏樹脂分層制作三維實(shí)體的快速成形方案，美國3DSYSTEMS公 司據(jù)此于1988年生產(chǎn)出第一臺激光快速成形機(jī)SLA-250。

    這種激光快速成形機(jī)所使用的構(gòu)形材料是一種液態(tài)光敏聚合物，在紫外光的照射下會發(fā)生聚合固化反應(yīng)，由液態(tài)變成固態(tài)，其優(yōu)點(diǎn)是：能直接得到類似塑料的樹脂件，且表面粗糙度較小。

    其缺點(diǎn)是：

    (1)成形過程中的化學(xué)和物理變化使得尺寸精度不易保證，且會發(fā)生蠕變；
    (2)須對整個截面進(jìn)行掃描固化，成形時間較長，成形后要進(jìn)一步固化處理；
    (3)由于未被激光束照射的部分仍為液態(tài)，因此對于懸伸部分要事先設(shè)計支撐，固化后再去除；
    (4)光敏樹脂固化后較脆，易斷裂，可加工性不好，工作溫度不能超過100℃，會吸濕膨脹， 抗腐蝕能力不強(qiáng)，且價格昂貴(140-2404 /kg)；
    (5)產(chǎn)生紫外激光的激光管壽命2000小時左右。

    2、薄型材料選擇性切割(LOM:Laminatedbjeetanufacturing分層物體制造)

    這種激光快速成形所使用的構(gòu)形材料是事先涂有熱熔膠的紙，其成形過程與前面所述的制作地形模型的過程相似，

    其優(yōu)點(diǎn)是：

    (1)尺寸精度較高；
    (2)只須對輪廓線進(jìn)行切割，制作效率高；
    (3)無需設(shè)計支撐；
    (4)制成的樣件有類似木質(zhì)制品的硬度，稍作處理后可在200℃以下環(huán)境中使用，可進(jìn)行一定的切削加工；
    (5)所用二氧化碳激光器壽命達(dá)20000小時；
    (6)構(gòu)形材料價格便宜(8/kg)。

    其缺點(diǎn)是：

    (1)不能直接制作塑料件；
    (2)表面粗糙度較高，工件表面有明顯的臺階紋，成型后要進(jìn)行打磨；
    (3)易吸濕膨脹，成形后要盡快表面防潮處理；
    (4)工件缺少彈性。

    3、絲狀材料選擇性熔復(fù)(FDM:Fusedepositionodeling熔積成形)

    這種快速成型機(jī)所使用的構(gòu)形材料是絲狀熱塑性材料，其工作原理類似于標(biāo)花蛋糕的制作， 絲狀材料由供絲機(jī)構(gòu)送進(jìn)噴頭，在噴頭中加熱到熔融態(tài)，按照截面形狀涂覆在工作臺上，并 快速冷卻固化，一層完成后噴頭上升一個層高，再進(jìn)行下一層的涂覆,其優(yōu)點(diǎn)是：

    (1)能直接制作ABS塑料；
    (2)尺寸精度較高；
    (3)材料利用率高。

    其缺點(diǎn)是：

    (1)表面粗糙度較高，需后處理；
    (2)成形時間較長；
    (3)材料昂貴(250-458/kg)；
    (4)懸臂結(jié)構(gòu)處要設(shè)置支撐，不過新型FDM快速成形機(jī)上設(shè)置了兩個噴頭，一個噴成形材