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,他是利用激光技术,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。激光快速成型技术一改传统加工"去除"成型加工工艺,而采用"堆积"成型加工工艺,在加工领域具有划时代的意义。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。激光快速成型技术的原理是用CAD生成的三维实体模型,通过分层软件分层、每个薄层断面的二维数据用于驱动控制激光光束,扫射液体、粉末或薄片材料,加工出要求形状的薄层,逐层积累形成实体模型。
传统的工业成形技术中大部分遵循材料去除法这一方法的,如车削、铣削、钻削、刨削;另外一些是采用模具进行成形,如铸造、冲压。而激光快速成形却是采用一种全新的成形原理分层加工、迭加成形。而激光快速成型技术快速制造出的模型或样件可以直接用于新产品设计验证、功能验证、工程分析、市场订货一级企业的决策等,缩短新产品开发周期,降低研发成本,提高企业竞争力。开发新设备和开发新材料。LRP设备研制向两个方向发展:自动化的桌面小型系统,主要用于原型制造;工业化大型系统,用于制造高精度、高性能零件。成型材料的研发及应用是目前LRP技术的研究重点之一。发展全新材料,特别是复合材料、非均质材料、功能材料是当前的研究热点。
捷豹汽车正在其Whitley工程中心不断增加使用这种最新技术,以加快其新车型的开发,主要用于直接从CAD模型中导出塑料零件,免去了模具的成本。激光烧结系统扮演着重要的角色,能通过逐层熔化尼龙粉末(聚酰胺PA2200)后得到相应的外形,从而制造出外型部件甚至引擎部件。最后得到的部件,例如进气管、车门内饰件、仪表盘、车内通风口、外车灯罩等,都具有足够的强度经受实际行驶中的测试,使得更多的数据能在开发过程的早期就能被搜集到。与此相反,其他使用环氧树脂和ABS材料的快速成型技术得到的零件都易碎,只能用于视觉的观察。
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。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。