快速成型制造(Rapid Prototyping Manufacturing简称RPM)技术是20世纪80年代发展起来的一种现代制造技术。它融合了CAIVCAM技术.数控技术、材料科学、机械工程、电子技术和激光技术等诸多工程领域的先进成果.能自动、快速、准确地将CAD模型直接成型为复杂的零部件或者成型为一功能完整的产品原型。
SLA快速成型 (Rapid Prototyping) 是近年来发展起来的直接根据 CAD 模型快速制作样件或零件的技术,它集成了计算机辅助设计 (CAD) 技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技,是先进制造技术的重要组成部分。与传统制造方法不同,快速成型从零件的 CAD 几何模型出发,通过软件分层离散和数控成型系统,用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加,因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件,极大地提高了生产效率和制造柔性。
SLA是最早实用化的快速成形技术,采用液态光敏树脂原料,工艺原理如图所示。其工艺过程是,首先通过CAD设计出三维实体模型,利用离散程序将模型进行切片处理,设计扫描路径,产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动;激光光束通过 数控装置控制的扫描器,按设计的扫描路径 照射到液态光敏树脂表面 , 使表面特定区域内的一层树脂固化后, 当一层加工完毕后,就生成零件的一个截面;然后 升降台下降一定距离 , 固化层上覆盖另一层液态树脂,再进行第二层扫描,第二固化层牢固地粘结在前一固化层上,这样一层层叠加而成三维工件原型。将原型从树脂中取出后,进行最终固化,再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。
快速成型是基于离散了堆积的制造技术,其工艺流程首先应用各种三维CAD造型系统进行三维实体造型.建立三维CAD数据模型.然后转换成可被快速成型系统接受的数据文件,如STL, IGES等格式文件,用分层软件将三维实体模型在高度方向离散切成一系列的二维薄片.最后在计算机控制下根据切片的轮廓和厚度要求.用液体、片材、丝材或粉末材料制成所要求的薄片.并逐层堆积成三维实体原型。
用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体.