基于激光快速成型的快捷制造技术.pdfVIP

118 拼搿2002年第29卷增刊 基于激光快速成型的快捷制造技术 李尚政，杨家林 (中国工程物理研究院机械常}造工艺研宄所，四川绵阳、621900) 摘要：介绍了几种可以大幅度缩短产品制造周期的快捷制造技术．论述了激光快速成型技术的原理和方法，重点介 绍了光固化成型sLA．选择性激光烧结sLs、珠化沉积成型FDM、遥层物体制造技术LOM、固体基础固化sGC方法。 对利用激光快速成型技术为基础发展起来并已成熟的快速模具工装制遣技术，快速精铸技术、快速金属粉末烧蛄技术的 原理和技术途径进行了说明． 关键词：激光加工；快速成型：快捷制造 科学技术研究和新产品研制节奏的加快，对试验件制 备一般利用激光成型，也利用其他非激光手段成型。RP技 造周期提{H了更高要求。制造周期的核心是制造技术。制 术及其系统大体可分为五类。 造技术的重大突破，会极大地提高生产率，带来社会生活 (1)光同化成型sLA加工从最底部开始，用紫外 的变化．计算机技术和许多新的制造原理．为研究先进的 激光在光敏树脂表面扫描．每次产生零件的一层。扫描固 高效生产方法创造了条件．把用于原型制造的激光快速成 化成的第一层粘附在一个平台t，此时甲台的位置比树脂 表面稍微低一点。每一层周化完毕之后，平台向下移动一 型(R8PidProto帅ing简称RP)技术与其他先进制造技 术相结合．形成具有普遍工程价值的高效生产技术，对科 个新的高度，然后将树脂涂在前一层卜。如此反复，每形 学研究和国民经济有重要作用． 成新的一层均粘附到前一层上，直到制作完零件的最后一 RP技术是80年代后期发展起来的快速成型技术，被层(零件的最顶层)。升起平台对零件进行一些必要的后处 认为是近年来制造技术领域的一次重大突破，其对制造业 理，整个制作过程就完成了． 的影响可与数控技术的出现相媲美。RP系统综合了机械工 (2)选择性激光烧结sLs 利用激光光束所提供热量 程、cAD、数控技术．激光技术及材料科学技术．可咀自 以熔化热塑性材料以形成三维零件。加工开始时先将一层 动、直接、快速、精确地将设计思想物化为具有一定功能 很薄(100岬～250¨m)的热塑性材料粉末均匀地铺在工作 的燎型或直接制造零件，从而可以对产品设计进行快速评 平台上，计算机控制激光按照设计零件第一层的信息扫描， 价、修改及功能试验，有效地缩短了产品的研发周期。而 激光扫描到的地方粉末烧结形成固体，激光未扫描到的地 以RP系统为基础拉展起来并已成熟的快速模具工装制造 方仍是粉末，可以作为下一层的支撑井能在成型完成后去 (Qui“Tooling)技术，快速精铸技术(Quick掉．上一层制作完毕后．成型活塞下降一个层后．供粉活 c越ting)，快速 Powder 金属粉末烧结技术(Quick sinlcring)，则可实现零件塞上升，用铺粉滚筒将粉体从供粉活塞移到成型活塞，将 的快速成品。 粉体铺平后即可扫描下一层．不断重复直到最后一层，一 个三维实体就制作出来了。sLs使用的原料有蜡、聚碳艘 l激光快速成型技术 酯、尼龙、纤细尼龙、合成尼龙、金属以及一些发展中的 11原理 物料。 快速成型是一种新颖的产生实体模型的技术，追异于 (3)熔化沉积成型FDM利用热塑性细丝在移动头 传统的去除成型(如车、削、刨、磨)、拼合成型(如焊接)、 中进行熔化，熔化后的材料在移动头的运动过程中被挤压 压制成型(如铸、锻、粉末冶金)等加工方法，RP采用材料出来堆积成零件。FDM可以使用报多种材料，任何有热塑 累加法制造零件原型。RP系统用