1、激光快速成型技術(shù)原理和特點
80 年代后期發(fā)展起來的快速成型技術(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 生成的三維實體模型，通過分層軟件分層，每個薄層斷面的二維數(shù)據(jù)用于驅(qū)動控制激光光束，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)計驗證、功能驗證、工程分析、市場訂貨及企業(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)競爭力。以此為基礎(chǔ)進一步發(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，可實現(xiàn)零件的快速成品。
激光切割快速成型技術(shù)主要特點：
(1) 制造速度快、成本低， 節(jié)省時間和節(jié)約成本，為傳統(tǒng)制造方法注入新的活力，而且可實現(xiàn)自由制造(Free Form Fabrication) ，產(chǎn)品制造過程以及產(chǎn)品造價幾乎與產(chǎn)品的批量和復(fù)雜性無關(guān)。
(2) 采用非接觸加工的方式，沒有傳統(tǒng)加工的殘余應(yīng)力問題，沒有工具更換和磨損之類的問題，無切割、噪音和振動等，有利于環(huán)保。
(3) 可實現(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，其中相對成熟的有立體光固化(SLA) 、選擇性激光燒結(jié)(SLS) 、分層實體制造(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)
將計算機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液態(tài)光敏樹脂逐點掃描，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截面， 再敷上一層新的液態(tài)樹脂進行掃描加工，如此重復(fù)直到整個原型制造完畢。這種方法的特點是精度高、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，制造過程中需要設(shè)計支撐。
