盘点那些常见的快速成型技术

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3D 打印技术实际上是快速成形技术的一种，它是集材料，计算机，激光等技术于一体的智能数字化制造技术，其基本原理都是离散+堆积的叠层制造：首先通过CAD软件建立零件的三维实体模型，然后分离成切片，形成工件的截面形状，通过用激光扫描每一层的截面轮廓逐层堆积，最终形成三维制件。目前市场上的快速成型技术主要有熔融沉积快速成型（FDM）、激光熔覆沉积（LMD）、光固化成型(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、选区激光熔化（SLM）等技术。 熔融沉积成型（FDM） 盘点那些常见的快速成型技术 熔融沉积成型原理图 熔融沉积成型技术又称之为熔丝沉积成型技术，它是应用最广泛的3D 打印技术之一。如上图所示，FDM 加热头把热熔性材料（ ABS 树脂、尼龙、蜡等）加热到临界状态，使其呈现半流体状态，然后加热头会在软件控制下沿 CAD 确定的二维几何轨迹运动，同时喷头将半流动状态的材料挤压出来，材料瞬时凝固形成有轮廓形状的薄层。薄层逐层累积，最终打印出设计好的三维物体。 激光熔覆沉积技术（LMD） 盘点那些常见的快速成型技术 激光熔覆沉积原理图 激光熔覆沉积技术是将熔覆材料直接送入激光中，材料在高能激光的照射下熔化沉积。熔覆材料通常以粉末的形式送入，分为同轴送粉和侧向送粉两类。目前，激光熔覆沉积所用粉末主要包括钛合金，铝合金，不锈钢等粉末材料。其成型原理图如上所示。 光固化成型（SLA） 光固化成型技术是最早发展起来的快速成型技术，也是目前研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的快速成型技术之一。光固化技术，主要使用光敏树脂为材料，通过紫外光或者其他光源照射，择性地让需要成型的液态光敏树脂发生聚合反应变硬，逐层固化，最终得到完整的产品，其原理图如下： 盘点那些常见的快速成型技术 光固化原理图 光固化成型的一般步骤包括： 1）首先通过 CAD 设计出三维实体模型，利用离散程序将模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动； 2）激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面； 3）升降台下降一定距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成三维工件原型， 4）将原型从树脂中取出后，进行最终固化，再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。 选择性激光烧结（SLS） 盘点那些常见的快速成型技术 选择性激光烧结原理图 SLS技术是一种使用高功率激光（如二氧化碳激光）的增材制造技术，它将很小的材料粒子融合成团块，形成所需要的三维形状。其基本原理和光固化成型技术相类似，只不过原材料有所不同，光固化成型技术采用的是光敏树脂，而选择性激光烧结使用的是金属合金粉末等材料。 选区激光熔化（SLM） 盘点那些常见的快速成型技术 选区激光熔化原理图 选区激光熔化技术同光固化技术相似。其原理如图所示，在激光束开始扫描前，水平刮板先把金属粉末平刮到加工室的基板上，然后激光束将按当前层的轮廓信息选择性地熔化基板上的粉末，加工出当前层的轮廓，然后可升降平台下降一个图层厚度的距离，水平刮板在已加工好的当前层上铺上金属粉末，设备调入下一图层进行加工，如此层层加工，直到整个零件加工完毕。整个加工过程在通有气体保护的加工室中进行，以避免金属在高温下与其它气体发生反应。