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激光快速成型技术的研究及应用
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激光快速成型技术的研究及应用

关于激光快速成形技术的研究主要在下列三个方面上进行:

第一、材料。

材料是快速成形技术的核心,任何一类快速成形机都是针对特定种类或特定形态的材料而研究开发出来的,液态光敏树脂用SLA,纸用LOM,丝状材料用FDM,粉末状材料用SLS,最近听说又在开发一种新的激光快速成形机,用的是气态材料――一种活性气体,这种活性气体在激光作用下发生分解,在工作台上沉积出一层层陶瓷或金属形成工件。

另外,目前人们对激光快速成形技术最大的期待,在于直接形成人们所需要的不同材质的成形件,如塑料件、金属件等。即使是间接翻制,也要解决适当的材料和工艺问题。材料的廉价化也是个研究重点。

第二、设备。

这里讲的设备,不仅包含硬件,即激光快速成形机本身,而且包含相应的软件,如前面谈到的如何直接对三维CAD软件进行切片,避免STL格式文件这一近似处理环节,其目的是提高成形机的成形精度和成形效率。

第三、应用。

激光快速成形技术在各个领域中的应用越来越广泛,其中最主要的应用有以下几个方面:

1、在产品设计中的应用

快速制作样件,虽然在材质上与最终的实际产品有差异但由于形状及尺寸精度高,可以用来进行产品的形状和尺寸评判,甚至可以进行部分性能测试,与传统的样机生产相比,不仅大幅度地节省时间,百且大幅度地节约费用。

快速成形技术与三座标测量、三维激光扫描、工业CT结合使用,还可以快速实施反求(逆向)工程。

2、在模具制造中的应用

(1)快速成形件直接用作模具

LOM制作的纸模经表面处理直接代替砂型铸造的木模,对于形状复杂的高精度模具,其优点尤为突出。
LOM制作的纸模具经表面处理直接用作低熔点合金铸造模、试制用注塑模或失蜡铸造中的蜡模的成形模。
SLS制作的模具经渗铜后,直接用作金属模具。

(2)用快速成形件作母模,翻制软模具

所谓软模具,是指用硅橡胶、环氧树脂、聚氨脂等材料制作的模具。用快速成形件作母模浇注上述材料可形成软型腔,形成软模具,这种软模具可用小批量生产,例如:注塑件、低熔点合金离心铸造件等。

对于塑料件,除了常见的热注射成形(注塑机)外,还可采用反应式注塑法进行小批量生产。
反应式注塑的优点是:

使用液态原料在室温、低压下注塑,对模具要求不高。
固化后得到的聚氨脂件与通过注塑机得到的工业热塑性材料性能相似,可得到不同颜色的制件。
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