1、激光快速成型技術(shù)原理和特點(diǎn)

　　80 年代后期發(fā)展起來(lái)的快速成型技術(shù)(Rapid Prototyping ，RP) 是基于分層技術(shù)、堆積成型， 直接根據(jù)CAD 模型快速生產(chǎn)樣件或零件的先進(jìn)制造成組技術(shù)總稱。RP 技術(shù)不同于傳統(tǒng)的去除成型、拼合成型及受迫成型等加工方法，它是利用材料累加法直接制造塑料、陶瓷、金屬及各種復(fù)合材料零件。

　　以激光作為加工能源的激光切割快速成型是快速成型技術(shù)的重要組成部分，它集成了CAD 技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)和材料科學(xué)等現(xiàn)代科技成果。激光快速成型(Laser Rapid Prototyping ，LRP) 原理是用CAD 生成的三維實(shí)體模型，通過(guò)分層軟件分層，每個(gè)薄層斷面的二維數(shù)據(jù)用于驅(qū)動(dòng)控制激光光束，掃射液體，粉末或薄片材料，加工出要求形狀的薄層，逐層累積形成實(shí)體模型。快速制造出的模型或樣件可直接用于新產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證、功能驗(yàn)證、工程分析、市場(chǎng)訂貨及企業(yè)決策等，縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，降低研發(fā)成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。以此為基礎(chǔ)進(jìn)一步發(fā)展的快速模具工裝制造(Quick Tooling) 技術(shù)，快速精鑄技術(shù)(Quick Casting) ，快速金屬粉末燒結(jié)技術(shù)(Quick Powder Sintering) 等，可實(shí)現(xiàn)零件的快速成品。

　　激光切割快速成型技術(shù)主要特點(diǎn)：

　　(1) 制造速度快、成本低， 節(jié)省時(shí)間和節(jié)約成本，為傳統(tǒng)制造方法注入新的活力，而且可實(shí)現(xiàn)自由制造(Free Form Fabrication) ，產(chǎn)品制造過(guò)程以及產(chǎn)品造價(jià)幾乎與產(chǎn)品的批量和復(fù)雜性無(wú)關(guān)。

　　(2) 采用非接觸加工的方式，沒有傳統(tǒng)加工的殘余應(yīng)力問(wèn)題，沒有工具更換和磨損之類的問(wèn)題，無(wú)切割、噪音和振動(dòng)等，有利于環(huán)保。

　　(3) 可實(shí)現(xiàn)快速鑄造、快速模具制造，特別適合于新品開發(fā)和單件零件生產(chǎn)。

　　2、LRP 工藝方法

　　LRP 技術(shù)包括很多種工藝方法，其中相對(duì)成熟的有立體光固化(SLA) 、選擇性激光燒結(jié)(SLS) 、分層實(shí)體制造(LOM) 、激光熔覆成形(LCF) 、激光近形制造(LENS) 。

　　(1) 光固化立體造型(SL —Stereolithography ，or SLA)

　　將計(jì)算機(jī)控制下的紫外激光切割按預(yù)定零件各分層截面的輪廓為軌跡對(duì)液態(tài)光敏樹脂逐點(diǎn)掃描，被掃描的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應(yīng)固化形成零件的一個(gè)截面， 再敷上一層新的液態(tài)樹脂進(jìn)行掃描加工，如此重復(fù)直到整個(gè)原型制造完畢。這種方法的特點(diǎn)是精度高、表面質(zhì)量好，能制造形狀復(fù)雜、特別精細(xì)的零件，不足是設(shè)備和材料昂貴，制造過(guò)程中需要設(shè)計(jì)支撐。