基本介紹
- 中文名：雷射快速成型
- 外文名：Laser Rapid Prototyping
- 簡稱：LRP
- 舉例：立體光造型(SLA) 技術
概述,技術分類,立體光造型(SLA)技術,選擇性雷射燒結（SLS）技術,雷射薄片疊層製造（LOM）技術,雷射誘發熱應力成形（LF）技術,雷射熔覆成形（LCF）技術,
概述
雷射快速成型（Laser Rapid Prototyping：LRP）是將CAD、CAM、CNC、雷射、精密伺服驅動和新材料等先進技術集成的一種全新製造技術。與傳統製造方法相比具有：原型的複製性、互換性高；製造工藝與製造原型的幾何形狀無關；加工周期短、成本低，一般製造費用降低50%，加工周期縮短70%以上；高度技術集成，實現設計製造一體化。
技術分類
近期發展的LRP主要有：
- 立體光造型(SLA) 技術；
- 選擇性雷射燒結(SLS) 技術；
- 雷射熔覆成形（LCF）技術；
- 雷射近形（LENS）技術；
- 雷射薄片疊層製造(LOM) 技術；
- 雷射誘發熱應力成形（LF）技術及三維印刷技術等。
立體光造型(SLA)技術
SLA技術又稱光固化快速成形技術，其原理是計算機控制雷射束對光敏樹脂為原料的表面進行逐點掃描，被掃描區域的樹脂薄層（約十分之幾毫米）產生光聚合反應而固化，形成零件的一個薄層。工作檯下移一個層厚的距離，以便固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態樹脂，進行下一層的掃描加工，如此反覆，直到整個原型製造完畢。由於光聚合反應是基於光的作用而不是基於熱的作用，故在工作時只需功率較低的雷射源。此外，因為沒有熱擴散，加上鏈式反應能夠很好地控制，能保證聚合反應不發生在雷射點之外，因而加工精度高 ），表面質量好，原材料的利用率接近100%，能製造形狀複雜、精細的零件，效率高。對於尺寸較大的零件，則可採用先分塊成形然後粘接的方法進行製作。
選擇性雷射燒結（SLS）技術
SLS技術與SLA技術很相似，只是用粉末原料取代了液態光聚合物，並以一定的掃描速度和能量作用於粉末材料。該技術具有原材料選擇廣泛、多餘材料易於清理、套用範圍廣等優點，適用於原型及功能零件的製造。在成形過程中，雷射工作參數以及粉末的特性和燒結氣氛是影響燒結成形質量的重要參數。
雷射薄片疊層製造（LOM）技術
LOM工藝又稱為分層實體製造，是一種常用來製作模具的新型快速成形技術。起原理是先用大功率雷射束切割金屬薄片，然後將多層薄片疊加，並使其形狀逐漸發生變化，最終獲得所需原型的立體幾何形狀。LOM技術製作沖模，其成本約比傳統方法節約1/2，生產周期大大縮短。用來製作合模、薄料模、級進模等，經濟效益也甚為顯著，該技術在國外已經得到了一定的使用。雖然LOM工藝在快速原型市場中層位居第二位，但由於成本價格高、精度低，材料浪費，系統設備比較複雜，工作性能不穩定等缺點導致其地位日益下降。
雷射誘發熱應力成形（LF）技術
LF技術的原理是基於金屬熱脹冷縮的特性，即對材料進行不均勻加熱，產生預定的塑形變形。該技術具有無模具成形、無外力成形、非接觸式成形、熱態累積成形等特點。該技術已被用於汽車覆蓋件的柔性校平和其他異形件的成形等。
雷射熔覆成形（LCF）技術
LCF技術是利用具有高能密度的雷射束使某種特殊性能的材料熔覆在基體材料表面與基材相互熔合，形成與基體成分和性能完全不同的合金熔覆層。其優點是：雷射熔覆的作用不僅僅是提高材料表面層的性能，而是賦予它新的性能，並降低製造成本和能耗，節約有限的戰略金屬元素。與其他快速成型技術的區別在於，雷射熔覆成形能製成非常緻密的金屬零件，其強度達到甚至超過常規鑄造或鍛造方法生產的零件，因而具有良好的套用前景。到90年代末和21世紀初，各種不同名稱的快速製造技術得到深入研究和快速發展：雷射近形（LENS）技術、Lasform成形工藝、DLF成形工藝、SDM成形工藝、CMB成形工藝、LAMP成形工藝，等等。
