几种常见快速成型工艺优缺点比较模板.doc

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1、多个常见快速成型工艺优缺点比较FDM 丝状材料选择性熔覆（Fused Deposition Modeling）快速原型工艺是一个不依靠激光作为成型能源、而将多种丝材加热溶化成型方法，简称FDM。 丝状材料选择性熔覆原理室，加热喷头在计算机控制下，依据产品零件截面轮廓信息，作X-Y平面运动。热塑性丝状材料（如直径为1.78mm塑料丝）由供丝机构送至喷头，并在喷头中加热和溶化成半液态，然后被挤压出来，有选择性涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层熔覆，仿佛一层层画出截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。 这种工艺方法一

2、样有多个材料选择，如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。这种工艺洁净，易于操作，不产生垃圾，小型系统可用于办公环境，没有产生毒气和化学污染危险。但仍需对整个截面进行扫描涂覆，成型时间长。适合于产品设计概念建模和产品形状及功效测试。因为甲基丙烯酸ABS（MABS）材料含有很好化学稳定性，可采取加码射线消毒，尤其适适用于医用。但成型精度相对较低，不适合于制作结构过分复杂零件。 FDM快速原型技术优点是： 1、 制造系统可用于办公环境，没有毒气或化学物质危险。 2、 工艺洁净、简单、易于材作且不产生垃圾。 3、 可快速构建瓶状或中空零件。 4、 原材料以卷轴丝形式提供，易于搬运和快速更换。 5、 原材

3、料费用低，通常零件均低于20美元。 6、 可选择多个材料，如可染色ABS和医用ABS、浇铸用蜡和人造橡胶。 FDM快速原型技术缺点是： 1、 精度较低，难以构建结构复杂零件。 2、 垂直方向强度小。 3、 速度较慢，不适合构建大型零件。 SLA 敏树脂选择性固化是采取立体雕刻（Stereolithography）原理一个工艺，简称SLA，也是最早出现、技术最成熟和应用最广泛快速原型技术。 在树脂液槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降工作台处于液面下一个截面层厚高度，聚焦后激光束，在计算机控制下，根据截面轮廓要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域树脂固化，从而

4、得到该截面轮廓塑料薄片。然后，工作台下降一层薄片高度，以固化塑料薄片就被一层新液态树脂所覆盖，方便进行第二层激光扫描固化，新固化一层牢靠粘结在前一层上，如此反复不已，知道整个产品成型完成。最终升降台升出液体树脂表面，即可取出工件，进行清洗和表面光洁处理。 光敏树脂选择性固化快速原型技术适合于制作中小形工件，能直接得到塑料产品。关键用于概念模型原型制作，或用来做装配检验和工艺计划。它还能替换腊模制作浇铸模具，和作为金属喷涂模、环氧树脂模和其它软模母模，使现在较为成熟快速原型工艺。 SLA快速原型技术优点是： 1、 系统工作稳定。系统一旦开始工作，构建零件全过程完全自动运行，无需专员看管，直到整个

5、工艺过程结束。 2、 尺寸精度较高，可确保工件尺寸精度在0.1mm以内。 3、 表面质量很好，工件最上层表面很光滑，侧面可能有台阶不平及不一样层面间曲面不平。 4、 系统分辨率较高，所以能构建复杂结构工件。 SLA快速原型技术缺点： 1、 伴随时间推移，树脂会吸收空气中水分，造成软薄部分弯曲和卷翅。 2、 氦-镉激光管寿命仅3000小时，价格较昂贵。同时需对整个截面进行扫描固化，成型时间较长，所以制作成本相对较高。 3、 可选择材料种类有限，必需是光敏树脂。由这类树脂制成工件在大多数情况下全部不能进行耐久性和热性能试验，且光敏树脂对环境有污染，使皮肤过敏。 4、 需要设计工件支撑结构，方便确保

6、在成型过程中制作每一个结构部委全部能可靠定位。 SLS 粉末材料选择性烧结（Selected Laser Sintering）是一个快速原型工艺，简称SLS。 粉末材料选择性烧结采取二氧化碳激光器对粉末材料（塑料粉、陶瓷和粘结剂混合粉、金属和粘结剂混合粉等）进行选择性烧结，是一个由离散点一层层对集成三维实体工艺方法。 在开始加工之前，先将充有氮气工作室升温，并保持在粉末熔点一下。成型时，送料筒上升，铺粉滚筒移动，先在工作平台上铺一层粉末材料，然后激光束在计算机控制下根据截面轮廓对实心部分所在粉末进行烧结，使粉末溶化继而形成一层固体轮廓。第一层烧结完成后，工作台下降一截面层高度，在铺上一层粉末，

7、进行下一层烧结，如此循环，形成三维原型零件。最终经过5-10小时冷却，即可从粉末缸中取出零件。未经烧结粉末能承托正在烧结工件，当烧结工序完成后，取出零件。 粉末材料选择性烧结工艺适合成型中小件，能直接到塑料、陶瓷或金属零件，零件翘曲变形比液态光敏树脂选择性固化工艺要小。但这种工艺仍需对整个截面进行扫描和烧结，加上工作室需要升温和冷却，成型时间较长。另外，因为受到粉末颗粒大小及激光点限制，零件表面通常呈多孔性。在烧结陶瓷、金属和粘结剂混合粉并得到原型零件后，须将它置于加热炉中，烧掉其中粘结剂，并在孔隙中渗透填充物，其后处理复杂。 粉末材料选择性烧结快速原型工艺适合于产品设计可视化表现和制作功效测

8、试零件。因为它可采取多种不一样成份金属粉末进行烧结、进行渗铜等后处理，所以其制成产品可含有和金属零件相近机械性能，故可用于制作EDM电极、直接制造金属模和进行小批量零件生产。 SLS快速原型技术优点是： 1、 和其它工艺相比，能生产最硬模具。 2、 能够采取多个原料，比如绝大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等。 3、 零件构建时间短，可达成1in/h高度。 4、 无需对零件进行后矫正。 5、 无需设计和结构支撑。 选择性烧结最大优点是可选择多个材料，适合不一样用途、所制作原型产品含有较高硬度，可进行功效试验。 SLS快速原型技术缺点是： 1、 在加工前，要花近2小时时间将粉末加热到熔点以下，当零

9、件构建以后，还要花5-10小时冷却， 然后才能将零件从粉末缸中取出。 2、 表面粗糙度收粉末颗粒大小及激光点限制。 3、 零件表面通常是多孔性，为了使表面光滑必需进行后处理。 4、 需要对加工室不停充氮气以确保烧结过程安全性，加工成本高。 5、 该工艺产生有毒气体，污染环境。 LOM 箔材叠层实体制作（Laminated Object Manufacturing）快速原型技术是薄片材料叠加工艺，简称LOM。 箔材叠层实体制作是依据三维CAD模型每个截面轮廓线，在计算机控制下，发出控制激光切割系统指令，使切割头作X和Y方向移动。供料机构将地面涂有热溶胶箔材（如涂覆纸、涂覆陶瓷箔、金属箔、塑料箔材

10、）一段段送至工作台上方。激光切割系统根据计算机提取横截面轮廓用二氧化碳激光束对箔材沿轮廓线将工作台上纸割出轮廓线，并将纸无轮廓区切割成小碎片。 然后，由热压机构将一层层纸压紧并粘合在一起。可升降工作台支撑正在成型工件，并在每层成型以后，降低一个纸厚，方便送进、粘合和切割新一层纸。最终形成由很多小废料块包围三维原型零件。然后取出，将多出废料小块剔除，最终取得三维产品。 叠层实体制作快速原型工艺适合制作大中型原型件，翘曲变形较小，尺寸精度较高，成型时间较短，激光器使用寿命长，制成件有良好机械性能，适合于产品设计概念建模和功效性测试零件。且因为制成零件含有木质属性，尤其适合于直接制作砂型铸造模。 L

11、OM快速原型技术优点是： 1、 因为只需要使激光束沿着物体轮廓进行切割，无需扫描整个断面，所以这是一个高速快速原型工艺。零件体积越大，效率越高。 2、 加工后零件能够直接使用，无需进行后矫正。 3、 无需设计和构建支撑结构。 4、 易于使用，无环境污染。 LOM快速原型技术缺点是： 1、 可实际应用原材料种类较少，尽管可选择若干原材料，比如纸、塑料、陶土和合成材料，但现在常见只是纸，其它箔材商在研制开发中。 2、 纸制零件很轻易吸潮，必需立即进行后处理、上漆。 3、 难以构建精细形状零件，即仅限于结构简单零件。 4、 因为难以（即使并非不可能）去除里面废料，该工艺不宜构建内部结构复杂零件。当加工室温度过高时常有火灾发生。