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快速成型(RP)是一種手板制作的創(chuàng )新技術(shù),它可以在幾個(gè)小時(shí)內利用三維CAD設計的圖形直接生產(chǎn)出復雜零件。具體又分為激光快速成型(SLA手板)、疊層法快速成型(LOM)、粉末燒結快速成型(SLS手板)、融熔沉積法快速成型(FDM)和3D打印等技術(shù)。自從1988年第一臺快速成型系統出現以后,超過(guò)二十種以上的系統被開(kāi)發(fā),每一種系統都有一些細小的差別。最初,這些系統應用于汽車(chē)和航空領(lǐng)域,之后在許多其它的領(lǐng)域,例如玩具、電腦、珠寶及醫藥等領(lǐng)域都得到了應用。
立體光固化(SLA):SLA法是最早商品化、市場(chǎng)占有率最高的RP技術(shù),它以光敏樹(shù)脂為原料,計算機控制紫外激光按零件的各分層截面信息在光敏樹(shù)脂表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描,使被掃描區域的樹(shù)脂薄層產(chǎn)生光聚合反應而固化,形成零件的一個(gè)薄層。一層固化完畢后,工作臺下移一個(gè)層厚的距離,以便在原先固化好的樹(shù)脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹(shù)脂,然后就可進(jìn)行下一層的掃描加工。新固化的一層牢固地粘在前一層上,如此反復直到整個(gè)原型制造完畢。
融熔沉積法(FDM):FDM法是1988年發(fā)明的。噴頭中噴出的熔化材料在X-Y工作臺的帶動(dòng)下,按截面形狀鋪在底板上,一層一層加工,最終制造出零件。商品化的FDM設備使用的材料范圍很廣,如鑄造石蠟、尼龍、熱塑性塑料、ABS等。此外為提高效率可以采用多個(gè)噴頭。
激光選區燒結法(SLS):SLS法采用紅外激光器作能源,使用的造型材料多為粉末材料。加工時(shí),首先將粉末預熱到稍低于其熔點(diǎn)的溫度,然后在刮平棍子的作用下將粉末鋪平;激光束在計算機控制下根據分層截面信息進(jìn)行有選擇地燒結,一層完成后再進(jìn)行下一層燒結,全部燒結完后去掉多余的粉末,則就可以得到一燒結好的零件。目前成熟的工藝材料為蠟粉及塑料粉,用金屬粉或陶瓷粉進(jìn)行燒結的工藝還在研究之中。
疊層法(LOM):LOM法出現于1985年。首先在基板上鋪上一層箔材(如紙張),然后用一定功率的紅外激光在計算機的控制下按分層信息切出輪廓,同時(shí)將非零件部分按一定的網(wǎng)格形狀切成碎片以便去除,加工完一層后,再鋪上一層箔材,用熱輥碾壓,使新鋪上的一層在粘接劑的作用下粘在已成型體上,再切割該層的形狀,如此反復直至加工完畢。最后去除切碎的多余部分,便可得到完整的零件。