激光3D打印机技术

梁嘉琪2013

中文名称：激光快速成型

英文名称：laser rapid prototyping，LRP
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定义：将计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机数字控制、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。主要有立体光造型、选择性激光烧结、激光熔覆成型、激光近形、激光薄片叠层制造、激光诱发热应力成型及三维印刷技术等。
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: U1 `1 @1 V* u: W3 v$ M* H应用学科：材料科学技术（一级学科）；无机非金属材料（二级学科）；陶瓷（三级学科）；陶瓷材料工艺（四级学科）

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$ c/ n+ a) [  u' k( Q( I: j　　激光快速成型（Laser Rapid Prototyping：LRP）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。与传统制造方法相比具有：原型的复制性、互换性高；制造工艺与制造原型的几何形状无关；加工周期短、成本低，一般制造费用降低50%，加工周期缩短70%以上；高度技术集成，实现设计制造一体化。
7 l# k4 f, Y& P) f3 o! i. \: r　　近期发展的LPR主要有：立体光造型(SLA) 技术；选择性激光烧结(SLS) 技术；激光熔覆成形（LCF）技术；激光近形（LENS）技术；激光薄片叠层制造(LOM) 技术；激光诱发热应力成形（LF）技术及三维印刷技术等。
7 m6 T4 x# U) F* J　　立体光造型(SLA)技术
& A$ n0 l0 ~( t1 X, ~" `　　SLA技术又称光固化快速成形技术，其原理是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。工作台下移一个层厚的距离，以便固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，进行下一层的扫描加工，如此反复，直到整个原型制造完毕。由于光聚合反应是基于光的作用而不是基于热的作用，故在工作时只需功率较低的激光源。此外，因为没有热扩散，加上链式反应能够很好地控制，能保证聚合反应不发生在激光点之外，因而加工精度高 ），表面质量好，原材料的利用率接近100%，能制造形状复杂、精细的零件，效率高。对于尺寸较大的零件，则可采用先分块成形然后粘接的方法进行制作。
( }; ~" D8 ?2 r+ z　　选择性激光烧结（SLS）技术
) I) S' i. Z6 y3 n7 S9 u! {1 ^2 s) r　　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。该技术具有原材料选择广泛、多余材料易于清理、应用范围广等优点，适用于原型及功能零件的制造。在成形过程中，激光工作参数以及粉末的特性和烧结气氛是影响烧结成形质量的重要参数。
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