激光快速成形技术及其应用

赢得市场的关键不仅在于要开发出适应市场需求的高质量的创新产品，更重要的是对市场的快速响应，及时将新产品推向市场，占领市场。快速成形技术正是为满足这一要求而发展起来的先进制造技术，利用快速成形技术可以在很短的时间内，将三维CAD模型加工出新产品的实物原型，并通过快速制模制造出产品，进行设计验证和市场调查，大大缩短了新产品开发周期和避免了投资风险。着重介绍薄材叠层(LOM)、粉末烧结(SLS)和光固化(SLA)快速成形技术及其应用。

现代市场竞争的特点是多品种、小批量、短周期，要求企业对市场能快速响应并不断推出新产品占领市场。激光快速成形技术正是为满足这一要求而发展起来的先进制造技术，利用快速成形技术可以在很短的时间内，将三维CAD模型加工出新产品的实物原型，并通过快速制模制造出产品，进行设计验证和市场调查。二十世纪九十年代以来，在信息互联网支持下，由快速设计、反求工程、快速成形、快速制模等构成的快速制造技术取得很大进展。

   快速制造技术是由计算机辅助设计(CAD)、反求工程(Reverse Engineering，简称RE)、快速成形(Rapid自从80年代中期SLA光固化成形技术发展以来到90年代后期，出现了几十种不同的RP技术，但是SLA、LOM、SLS和FDM四种技术，目前仍然是RP技术的主流。快速成形技术在成形系统、材料各方面有了长足的进步，同时推动了快速制模(RT)和快速制造(RM)的发展。但是由于该技术发展历史短，尚有很多不足，如国外多次调查，普遍反映快速成形系统和成形材料价格昂贵，运行费用和制件成本高。因此必须解决以上问题，并研究、开发和生产出可靠性和技术指标达到国际先进水平、而价格低廉的系统和成形材料，才能在我国推广这项技术。从1991年开展快速成形技术研究以来，就将目标定位于在保证高可靠和高性能前提下，研究和开发出能大幅度降低成本的快速成形技术。开发成功薄材叠层、粉末烧结、光固化三种快速成形设备，一种反求设备和一种快速制模设备，多种快速成形和快速制模材料。

快速成形技术（简称RP）是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物理实体的技术总称，其基本过程是：首先设计出所需零件的计算机三维模型（数字模型、CAD模型），然后根据工艺要求，按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元，通常在Z向将其按一定厚度进行离散（习惯称为分层），把原来的三维CAD模型变成一系列的层片；再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生成数控代码；最后由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起来，得到一个三维物理实体。