【文章內(nèi)容簡介】 料有污染，且使皮膚過敏。 立體印刷（ SLA） 的 優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié) 展現(xiàn)細(xì)節(jié)： 基于 SLA激光成型的特點(diǎn)和模仿完美細(xì)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)， SLA成型成為概念模型、設(shè)計研究和真空注型原型件的理性之選。 SLA能制造形狀復(fù)雜（如空心零件），特別精細(xì)（如首飾、工藝品等）的零件，很多 CNC加工不到的細(xì)節(jié)部分都能加工出來，從而減輕了后處理的工作量。 加工范圍： 外觀概念模型 /結(jié)構(gòu)適配樣板 /快速模具原型 /工藝品及玩具 使用價值： 整個 SLA成型的過程無需進(jìn)行費(fèi)時的加工程序編寫或工裝夾具的設(shè)計，摒棄了傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法，極大地提高了生產(chǎn)效率和制造柔性。結(jié)合專業(yè)的真空復(fù)模技術(shù)和熟練的表面處理工藝，可以快速地通過較為真實(shí)直觀的實(shí)物樣板來審視未來產(chǎn)品的外形和功能。 標(biāo)準(zhǔn)精度： 紫外激光可按照零件的截面信息進(jìn)行 ，加工精度較高，可確保工件的尺寸精度達(dá)到 177。 。豐富的專業(yè)知識能以更少的時間，更少的成本制造符合需求的模型樣板。 分層實(shí)體制造 （ Laminated Object Manufacturing — LOM） ※ 也稱薄形材料選擇性切割。 ※ 它根據(jù)三維模型每一個截 面的輪廓線，在計算機(jī)的控 制下，用 C02激光束對薄形材 料 (如底面涂膠的紙 )進(jìn)行切 割，逐步得到各層截面，并 粘結(jié)在一起，形成三維產(chǎn)品。 如圖 2— 4所示。 圖 24 分層實(shí)體制造 LOM工藝中的成型材料涉及到三個方面的問題： ?紙； ?熱溶膠； ?涂布工藝。 紙材料的選取熱溶膠的配置及涂布工藝的研究均要從保證最終成型零件的質(zhì)量出發(fā)，同時要考慮成本。 LOM成型材料 1．紙的性能 (1)抗?jié)裥? 保證紙原料 (卷鈾紙 )不會因時間長而吸水。紙的施膠度可用來表示紙張抗水能力的大小。 (2)良好的浸潤性 保證良好的涂膠性能。 (3)抗拉強(qiáng)度 保證在加工過程中不被拉斷。 (4)收縮率小 保證熱壓過程中不會因部分水分損失而導(dǎo)致變形。 (5)剝離性能好 因剝離時，在紙張內(nèi)部發(fā)生破壞，要求紙的垂直方向抗拉強(qiáng)度不是很大。 (6)易打磨 表面光滑。 (7)穩(wěn)定性 成型零件可長時間保存。 LOM成型材料 2．熱熔膠和涂布工藝 LOM成型材料為涂有熱熔膠的薄層材料，層與層之間的粘結(jié)是靠熱熔膠保證。 EVA型熱熔膠（ 80%） ,分層實(shí)體制造中采用 EVA型熱熔膠 (共聚物 EVA樹脂、增粘刑、蠟類和抗氧劑 )。 EVA樹脂中醋酸乙烯的含量 (VA％含量 )增加，樹脂的韌性、耐沖擊性、柔韌性、耐應(yīng)力開裂性、粘性增加，膠接的剝離強(qiáng)度提高，橡膠彈性增大。但強(qiáng)度、硬度、熔融點(diǎn)和熱變形溫度也隨之下降?？筛鶕?jù)熱熔膠的性能要求選擇適當(dāng)?shù)?VA百分含量的 EVA樹脂做主體材料。熔體流動速率與分子結(jié)構(gòu)和分子量有關(guān)，一般來說，樹脂的熔融粘度低，配置的熱熔膠粘度就低。流動性好，有利于往被粘物表面擴(kuò)散和滲透。 LOM成型材料 ? 為了增加對被粘物體的表面粘附性、膠接強(qiáng)度， EVA型熱熔膠配方中需加 增粘劑 。隨著增粘劑用量增加，流動性、擴(kuò)散性變好，能提高膠接面的潤濕性和韌粘性。但增粘劑用量過多，膠層變厚，內(nèi)聚強(qiáng)度下降。設(shè)計熱熔膠配方時，選擇 增粘劑的軟化點(diǎn)和 EVA軟化點(diǎn)最好同步 。這樣配置的熱熔膠熔化范圍窄，性能好。 ? 蠟類也是 EVA型熱熔膠配方中常用的材料。在配方中加入蠟類，可以降低熔融粘度，縮短固化時間，可進(jìn)一步改善熱熔膠的流動性和潤濕性，可防止熱熔膠存放結(jié)塊及表面發(fā)粘，但用量過多，會使膠接強(qiáng)度下降。 LOM成型材料 ? 為了防止熱熔膠熱分解、膠變質(zhì)和膠接強(qiáng)度下降，延長膠的使用壽命，一般加入 0． 5％ ~2％的抗氧劑。為了降低成本，減少固化時的收縮率和過度滲透性。 ? 熱熔膠涂布可分為均勻式涂布和非均勻涂布兩種。均勻式涂布采用狹縫式刮板進(jìn)行涂布，非均勻徐布有條紋式和顆粒式。一般來講，非均勻涂布可以成小應(yīng)力集中，但涂布設(shè)備比較貴。 LOM成型材料 分層實(shí)體制造（ LOM） 的 優(yōu)缺點(diǎn) ※ 掃描器件有的采用直線單元，適合于大件的加工 (如圖 2— 4所示 )，也可采用振鏡掃描方式，成形中、小型零件。 ※ 這種方法適合成形大、中型零件，翹曲變形小，成形時間較短，但尺寸精度不高，材料浪費(fèi)大，且清除廢料困難。 選擇性激光燒結(jié) （ Selected Laser Sintering—SLS） ※ 使用 C02激光器燒結(jié)粉末材料 (如蠟粉、 P5粉、 ABS粉、尼龍 粉、覆膜陶瓷和金屬粉等 )。 ※ 成形時先在工作臺上鋪上一 層粉末材料，激光束在計算機(jī) 的控制下，按照截面輪廓的信 息，對制件的實(shí)心部分所在的 粉末進(jìn)行烷結(jié)。 ※ 一層完成后，工作臺下降一 個層厚，再進(jìn)行后一層的鋪粉 燒結(jié)。如此循環(huán)，最終形成三 維產(chǎn)品。 圖 25 選擇性燒結(jié)成形原理圖 ?用于 SLS工藝的材料是各類粉末，包括金屬、陶瓷、石醋從及聚合物的粉末，近年來更多地采用 復(fù)合粉末 。 ?間接 SLS用的復(fù)合粉末通常有兩種混合形式：一種是粘接劑粉末與金屬或陶瓷粉末按一定比例機(jī)械混合；另一種則是把金屬或陶瓷粉末放到粘接劑稀釋液中，制取具有粘接劑包覆的金屬或陶瓷粉末。實(shí)驗(yàn)表明，這種粘接劑包覆的粉末制備雖復(fù)雜，但燒結(jié)效果較機(jī)械混合的粉末好。 ?近年來開發(fā)的較為成熟的用于 SLS工藝的材料如石蠟、合成尼龍等。為了提高原型的強(qiáng)度。用于 SLS工藝材料的研究轉(zhuǎn)向金屬和陶瓷，這也正是 SLS工藝優(yōu)越于 SLA、 LOM工藝的地方。 SLS成型材料 ?美國 B． F． Goodrich公司專門開發(fā)用于 SLS工藝的石蠟粉末。 ?近年來，金屬粉末的制取越來越多地采用霧化法。主要有兩種方式： 離心霧化法和氣體霧化法 。它們的主要原理是使金屬熔融。高速將金屬液滴甩出并急冷，隨后形成粉末顆粒。 ?SLS工藝還可以采用其他粉末，比如聚碳酸酯粉末，當(dāng)燒結(jié)環(huán)境溫度控制在聚碳酸酯軟化點(diǎn)附近時，其線脹系數(shù)較小，進(jìn)行激光燒結(jié)后，被燒結(jié)的聚碳酸酯材料翹曲較小，具有很好的工藝性能。 SLS成型材料 選擇性激光燒結(jié)（ SLS） 的 優(yōu)缺點(diǎn) ?適合成形中、小型零件，能直接制造蠟?zāi)；蛩芰?、陶瓷和金屬產(chǎn)品。 ?制件的翹曲變形比 SLA工藝小，但仍需對容易發(fā)生變形的地方設(shè)計支撐結(jié)構(gòu)。 ?對實(shí)心部分進(jìn)行填充式掃描燒結(jié)，因此成形時間較長 。 ?可燒結(jié)覆膜陶瓷粉和覆膜金屬粉，得到成形件后，將制件置于加熱爐中，燒掉其中的粘結(jié)劑，并在孔隙中滲入填充物 (如銅 )。 ?它的最大優(yōu)點(diǎn)在于適用材料很廣，幾乎所有的粉末都可以使用．所以其應(yīng)用范圍也最廣。 熔化沉積成形 （ Fused Deposition Modeling—FDM） ※ 也稱絲狀材料選擇性熔覆。 ※ 三維噴頭在計算機(jī)控制下， 根據(jù)截面輪廓的信息，做“ X— Y— Z“ 運(yùn)動。絲材 (如塑 料絲 )由供絲機(jī)構(gòu)送至噴頭， 并在噴頭中加熱、熔化，然 后被選擇性地涂覆在工作臺 上，快速冷卻后形成一層截 面。一層完成后，工作臺下 降一層厚，再進(jìn)行后一層的 涂覆，如此循環(huán)，形成三維 產(chǎn)品。 圖 26選擇性熔覆 原理圖 材料是 FDM工藝的基礎(chǔ)， FDM工藝中使用的材料分為 成型材料 和 支撐材料 。 1．成型材料 FDM工藝對成型材料的要求：熔融溫度低、粘度低、粘結(jié)性好、收縮率小。影響材料擠出過程的主要因素是粘度。材料的粘度低、流動性好，阻力就小，有助于材料順利的擠出。材料的流動性差，需要很大的送絲壓力才能擠出，會增加噴頭的啟停響應(yīng)時間，從而影響成型精度。 熔融溫度低對 FDM工藝的好處是多方而的。熔融溫度低可以使材料在較低的溫度下擠出，有利于提高噴頭和整個機(jī)械系統(tǒng)的壽命；可以減少材料在擠出前后的溫差，減少熱應(yīng)力，從而提高原型的精度。 FDM成型材料 ? 粘結(jié)性主要影響零件的強(qiáng)度。 FDM工藝是基于分層制造的一種工藝，層與層之間往住是零件強(qiáng)度最薄弱的地方，粘結(jié)性好壞決定了零件成型以后的強(qiáng)度。粘結(jié)性過低，有時在成型過程中由于熱應(yīng)力就會造成層與層之間的開裂。零件的粘結(jié)從理論上主要有兩種方式，液固粘結(jié)和液液粘結(jié) 。液固粘結(jié)是指從噴頭擠出的絲，浸潤在上一層已經(jīng)固化的絲上，粘結(jié)在一起，這種方式的粘結(jié)對材料的粘結(jié)性要求比較高；液液粘結(jié)是指從噴頭擠出的絲將上一層的絲重新熔化，依靠同種材料本身的親和性粘結(jié)在一起，這種方式粘結(jié)