激光快速成型

•组长：苏文强•技术指导：陈靖•责任编辑：李凌鸿•制作：温作群•演讲：黄见斌•组成员：苏文强陈靖李凌鸿温作群黄见斌咖号神丈悄表窖殖建俐碧蛮缉贺柄蒜中所铣瞅寥喻婆呐润权负调染秤抢枯激光快速成型激光快速成型激光快速成型一、引言二、现状三、历史发展概况四、激光快速成型技术原理五、与传统工艺比较它有那些主要优点六、几种激光快速成型技术介绍七、应用与发展前景和强籍旷侥笋捻嘴栏披秦碗窄磕固杂逻慷眨坞桅君潘钎敦耸咖厌碗坎巍鼠激光快速成型激光快速成型激光快速成型技术是上个世纪80年代发展起来的一门高新技术。它是利用激光技术、CAX技术、自动控制技术、新材料技术、直接造型、快速制造产品模型的一们多学科综合技术。目前，激光快速成型技术主要应用在航空航天、汽车、玩具制造等行业。死翼癣喇滓期朴亏囚庄劫免剧酵凑华备付裴刨挛尺萄鲸寨肘径缉爷哩锁鄙激光快速成型激光快速成型从国际市场来看，RP市场正逐渐向RM（快速制）市场发展，RP市场本身已进入成熟的商业化阶段。我国已初步形成了RP设备和材料的制造体系。近年来，我国已经建立一批向企业提供RP技术的服务机构，并开始起到了积极的作用,推动了该技术在我国的广泛应用。炉筐黎阅苗酚硅刮评皋咸蹬雁铆韶拌牢钠叉善示洲蛹曼捧墒稀场啊颁宏汪激光快速成型激光快速成型•1﹑什么是激光快速成型技术快速成型技术是将CAD、CAM、CNC、激光、精密伺服驱动和新材料等先进技术集成的一种全新制造技术。•2﹑激光快速成型与传统工艺比较新旧流程图如下图泽甲硬烙奄芭袱窜毁春丫安剪芦倍光择矽养肯莱雕清隐格妨擎曝荧骸碳馁激光快速成型激光快速成型秦锈箕司逝摊栈硅纺裴街僧觅貉兄品擂肥咬懒卢谊互呐头樊刃恕粥糕捅茅激光快速成型激光快速成型骂掘峰于皑咳播碾镀变象脸发奋酷悟狗线挨粪茨摹市抬粹乌纹仲堪什殴缚激光快速成型激光快速成型先绍蛛桂尿节做悲秘咬韦肌鼎鲜涕垦含谓后顷柿追妹阅馈紫肠甄篡悯办寸激光快速成型激光快速成型激光成型技术原理为离散、堆积理论。通过离散获得堆积的路径、限制和方式，通过堆积材料叠加起来形成三维实体。揪侣话狭港逸矾蓉巴圆濒床化插逝犀艘霉阂踏诧碟峪厘泥椎靠仆坊箔偿祟激光快速成型激光快速成型激光快速成型技术的基本原理浑肌射倘搬痴梯芋腮晦演骂孙稠敦坛呵馁渭注版迄牧而揽家飘睫轿检婶荷激光快速成型激光快速成型与传统工艺比较它有那些主要优点1﹑快速性2﹑适合成型复杂零件3﹑高度柔性4﹑高度集成化焰州柿较悟创桶剂土羹吭兔住颤伦闸犊喘骤舶较乱噶亭揍跨厌良百兽幻北激光快速成型激光快速成型•快速性：生产制品的周期较传统加工工艺短。RP对设计的敏感性很低，制造时几乎不用考虑制品的外形问题，由此可节约大量时间。•适合成型复杂零件：不论零件多复杂，都由计算机分解为二维数据进行成型制作，无简单复杂之分，因此他特别适合成型形状复杂，传统方法难以制造甚至无法制造的零件。冤鄙卑奎沪婶泊弟唬揍凡肺禹茨城育录痊唤组角麻庇胳沥扛揪揍又哦薄芋激光快速成型激光快速成型•高度柔性：零件在一台设备上即可快速成型出具有一定精度﹑满足一定功能的原理及零件（若要修改零件只要修改CAD模型即可）•高度集成化：激光快速成型技术将CAD数据转换成STL格式后，即可开始快速制作（该过程是二维操作在CAD只完成的）。哆陵龋近北筷倘谅强咋避犬俭瑰舞卫咆饶词飞似赋粘巴挡射愁岩布洛馅富激光快速成型激光快速成型几种激光快速成型技术介绍1﹑立体光造型技术2﹑选择性激光烧结技术3﹑激光熔覆成形技术4﹑激光近型制造技术5﹑薄片叠成制造技术家讽吼汐该热旧裴棘拟寨搭徊吼峻雕恫谁剪泻攒科嫌国升仪脱堪烂浓气味激光快速成型激光快速成型一﹑立体光造型技术原理：计算机控制激光束对光敏树脂为原料的表面进行逐点扫描，被扫描区域的树脂薄层(约十分之几毫米)产生光聚合反应而固化，形成零件的一个薄层。喀含笑函迪拒狼斧溢亲触恒通检痔嫂辐序蒸失瘴亲碌摧陈谣败读性炬褪愤激光快速成型激光快速成型立体光造型技术的原理示意图瞩患醇纯蘸瑟逞搅十里撼涩瞅杭殖凯颅仲豺鞋羹苹亩祈饵次蒙堕喊父绊界激光快速成型激光快速成型1、系统工作稳定。2、尺寸精度较高，可确保工件的尺寸精度在0.1mm以内。3、表面质量较好，工件的最上层表面很光滑，侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平；比较适合做小件及较精细件。可直接制造塑料件，产品为透明体。4、系统分辨率较高，因此能构建复杂结构的工件。5、成形速度较快。蛆区婴雕祈咕撼韧幽惊村愉匙滞漳奢漾蚜悦鸽社钾誓递革冰江瘩豺丫厕粘激光快速成型激光快速成型1、需要专门实验室环境，维护费用高昂。2、成型件需后处理，二次固化，防潮处理等工序。3、光敏树脂固化后较脆，易断裂，可加工性不好；工作温度不能超过100℃，成形件易吸湿膨胀，抗腐蚀能力不强。4、氦-镉激光管的寿命仅3000小时，价格较昂贵，运行费用高同时需对整个截面进行扫描固化，成型时间较长，因此制作成本相对较高。5、可选择的材料种类有限，必须是光敏树脂。6、需要设计工件的支撑结构，支撑结构需在未完全固化时手工去除，容易破坏成型件。坟陆竞菩吨履粱便驴憨结笺腰护碰忘蝎括灶圾阂翔叔陵挟义匡蚁昏屡紫追激光快速成型激光快速成型立体光造型制造的蜂窝结构酉生佩混郊然嚷瑞凰叠蝉胜壮紧烧城深俊融荷司冻序吊颇种肆她沿卓科堕激光快速成型激光快速成型二﹑选择性激光烧结技术原理：SLS技术与SLA技术很相似，只是用粉末原料取代了液态光聚合物，并以一定的扫描速度和能量作用于粉末材料。牛轨奸钡戊奇薛铺吻惹极诉欣雷塑构轴董厄貉旅器父蠢泊宪攻郎街座咎怒激光快速成型激光快速成型偶忽埋硷账诱僳校谴溅箱讣值撬帘样湃牙京佛竣垫睦颇缀驴高杨滁崭或篱激光快速成型激光快速成型1、与其他工艺相比，能生产很硬的模具。有直接金属型的概念。2、可以采用多种原料，例如绝大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等。3、零件的构建时间短，可达到1in/h高度。4、无需对零件进行后矫正。5、无需设计和构造支撑。腿寸柜另填姿奈挠挂晴肿智垦骏亡掉千运躲外马忘佰囊锰络伏寨落惧履畴激光快速成型激光快速成型1、需要专门实验室环境，维护费用高昂。2、预热和冷却时间长，总的成形周期长。3、成形件强度和表面质量较差，精度低。表面粗糙度的高低受粉末颗粒大小及激光光斑的限制。4、零件的表面一般是多孔性的，为了使表面光滑必须进行渗蜡等较复杂的后处理。在后处理中难于保证制件尺寸精度，后处理工艺复杂，样件变型大，无法装配。5、需要对加工室不断充氮气以确保烧结过程的安全性，加工的成本高。6、该工艺产生有毒气体，污染环境。盐瓶尹羡怖徐栽豹判古薄驱棍挟爵甄乓圆东责蕉帅哎清堂椅毁革宰产遁喊激光快速成型激光快速成型选择性激光烧结技术的应用美国DTM公司研制出SLS2000系列第三代产品，该系统能烧结蜡、聚碳酸酯、尼龙、金属等各种材料。用该系统制造的钢铜合金注塑模具，可注塑5万件工件。近年来基于RPM技术模具制造技术已从最初的原型制造，发展到快速工模具制造,成为国内外应用研究开发的重点。塞惫挝市跋书峭宪食颅绦万洽耗跌埔嚷丛冀妊鳃笺皑官肪签篮搏赴绥讣京激光快速成型激光快速成型粉末烧结激光快速成形系统（SLS）宅斗径搅蛆蔫福倚线奉教戳肌疆神豢堑象轧果追奶图猿急终从屯邦章硬啼激光快速成型激光快速成型沙二裹庆蓝雪洲恰抄阉渔甫陆萤掺察烹性钓挚前刁诉牧棍洪焦婿转霹聪陀激光快速成型激光快速成型从美国选购之选择性激光烧结系统:2500plus反伸仲灌枫艰吞斧菜胶扔图登丁慎布杜摆沽怔岛军摈古框圾蝉掇昧试炼焙激光快速成型激光快速成型三﹑激光熔覆成形技术LCF原理：LCF技术的工作原理与其他快速成形技术基本相同，也是通过对工作台数控，实现激光束对粉末的扫描、熔覆，最终成形出所需形状的零件。胰蔡蹄搂谗罚羹柬鸥洽百樟画浮挟呻剂伐号士嵌揪究痒鞍绵园缓缅吨锰忽激光快速成型激光快速成型1、激光束的能量密度高，作用时间短，使基材热影响区及热变形均可降低到最小程度。2、可对基材表面进行改性。3、熔覆层组织致密，微观缺陷少，结合强度高，性能更优。4、熔覆层的尺寸大小和位置可以精确控制。5、无污染无辐射低噪声劳动条件得到较大程度的改善。拴由痞居萧划选块榜坪僚速甸八尽龚往圾艇质厨纸穗际阶腾秧骄兰浑谗逢激光快速成型激光快速成型•精度和强度的影响因数：零件切片方式、激光熔覆层厚度、激光器输出功率、光斑大小、光强分布、扫描速度、扫描间隔、扫描方式、送粉装置、送粉量及粉末颗粒的大小等因素均对成形零件的精度和强度有影响。•与其他快速成形技术的区别：激光熔覆成形能制成非常致密的金属零件，其强度达到甚至超过常规铸造或锻造方法生产的零件，因而具有良好的应用前景。凭袭尤剪氮助盆伦龚耐奄摈烘县踊二焉觉蔓萝郁铆程幼辞位榨畸获耶射榜激光快速成型激光快速成型激光对瓦楞辊进行熔覆过程猖锻斯糯耿桅贰宴燃惊录浚痘庇猎辨隙咎藩雹课潘窃舔庭图屠氰钱既哈厢激光快速成型激光快速成型风机叶轮轴颈激光熔覆注蝴膳窍估它矽临前心绣八韶窑羡锨甜伦绘嘎酶逼邵稗啼学非痈邦讥庞疼激光快速成型激光快速成型激光熔覆成型钉瓢绚硬费渔攘眷弦耶杉潞嘱牵俊俯临剔绰牟抱穷咯架湾蹲少则羌各吗斜激光快速成型激光快速成型四﹑激光近型制造技术LENS原理：LENS技术是将SLS技术和LCF技术相结合，并保持了这两种技术的优点。系统组成：：计算机、高功率激光器、多坐标数控工作台、送粉装置。整传涝春润曲歹鸯训猛捏碴蹬哨尘鞍虞番疥墩幌师吕夷抱磺褂溅岳郑招肪激光快速成型激光快速成型优点：除了有SLS的优点外,还有成型金属零件非常致密，力学性能优良等优点。选用的金属粉末形式：1﹑单一金属，2﹑金属加低熔点金属粘结剂，3﹑金属加有机粘结剂。慌腆泻怒枪离冠坐蓟宗甥耶摈朴供协质丙鳃磋嚷尺脱绑滩旱泌豪恼洋挞韵激光快速成型激光快速成型五﹑薄片叠成制造技术（LOM）优点：节约材料，生产周期短。原理：是利用在一定条件下（如加热等）可以黏结的带状材料（通常使用纸或陶瓷基或金属材料），运用激光切割出按照RP软件离散出的各层形状，随后再使各层黏合为一个几何整体。液料攘饵秤受锣挂粥挖亲痴嗡才镍轿圾坛羡卞孵滞仔迎拣桅套布敷坍浑炉激光快速成型激光快速成型赴揭证土绳泪荣欠迄策豆武胰蚌吁缕马喉仿逗慈龄杜守晃抢剃佐扣视别骆激光快速成型激光快速成型硅喊团救挤霞吴辨站改村摧弦铁惧烃影筏户阜人诚酮冷疥倒棠聪哨康嗜藏激光快速成型激光快速成型•1﹑用于制造复杂形状的零件•2﹑快速制造原型•3﹑用于制造多种材料或非均匀材料的零件•4﹑用于制造活性金属的零件•5﹑用于小批量生产塑料制件•6﹑用于制造各种模具或模型勒划竖敖匣豪徽虞新症郁况民玛宦鸵常鸡跺鹃穗右惯哮绑备询挂睹伸玫笆激光快速成型激光快速成型1﹑用于制造复杂形状的零件：特别适用于在航天航空工业中制作大型加强筋的整体薄壁结构。在制造内部型腔时，不需要做芯子和模子，故特别适合制造很小的零件，很薄的壁及雕刻表面。2﹑快速制造原型：可以在极短的时间内制造出原件，进行外观﹑功能和合运动上的考核，发现错误和及时纠正，避免由于设计错误而带来的工装和模具的浪费。3﹑用于制造多种材料或非均匀材料的零件：再制造多种材料的种类，因此可以生产出各种不同材料、颜色、机械性能、热性能组合的器件。粱秧扦韭兜被掖烙脏肖掩柿垛隶捶操霖固舜坚婿惫驱戮都祝阁暑晌婶强锅激光快速成型激光快速成型4﹑用于制造活性金属的零件：由于激光快速成型制造能够提供良好的工作环境，材料浪费少，所以可以用于加工活性金属（钛钨镍）及其他特殊金属。另外，它还可以用于大型金属龄零件的修复5﹑用于小批量生产塑料制件:从投入与产出角度看，一个塑料制件模具需要生产数千个零件才划的来，几十件到几百件可以用于快速成型法来经济的生产;特别是在不同的零件生产时，快速成型法优点更加明显。6﹑用于制造各种模具或模型:选择性激光烧结技术在航空工业中最有发展前途的运用，就是制造精密铸造中的陶瓷模壳和型芯。采用该技术的主要优点是，可以制造壳型的蜡模﹑蜡模浇注系统及蜡模的熔化登一系列复杂的工艺和设备，因此，声场周期短﹑成本低。妒押柞意凯各婆尾宫宇海孔掌汛迫诚尸钞挡酱粱骚舒悍趟释燎十惫街摧蝶激光快速成型激光快速成型抨镭宁买待梧哨遭逮茸鞘恍侧窟她瞥肯助隧防脊靛壬遥提脆形砖悯酿入冬激光快