拓维浅述激光激光快速成型工艺的五大技术难点
作者：深圳快速成型手板 来源：http://www.sztuowei.com/ 浏览次数：79 日期：2014-07-10 08:34
拓维浅述激光激光快速成型工艺的五大技术难点
激光快速成型中，由于粉料在光固化过程中内部分子结构发生变化，产生了固化过程的收缩，从而导致了制件的变形，大多数树脂均有收缩特性，通常其体积收缩率为6%，线收缩率为2%，从分子学的角度看，光敏树脂的固化过程是从单分子体向聚合体转变的过程，单分子体和聚合体的分子结构本身不同，因此固化过程的收缩本身是一个内部过程，是不可避免的。这种收缩反映在制件上就会产生悬臂区域的翘曲变形。
激光快速成型是基于材料累加原理的制造方法，即把模型沿材料累加方向分成有限个层片进行制作，在分层的方向上，分层后，模型原来连续的表面被离散化了。所得到信息仅仅是每一层片的轮廓信息及实体信息，而丢失了两截面之间(切片)的外轮廓面(曲面片)信息，分层的厚度表示离散后所记录模型的分辩率，分层厚度越大，分辩率越低，所丢失的信息越多，成型过程产生的误差也越大。最终的实体模型外表面是由每一薄层外表面的包络面所形成的，由此造成了台阶效应
激光快速成型是基于分层制作累加成型的制造方法，为保证两层可靠地粘接，要求激光成型新的层片时，激光的固化深度Cd大于分层的厚度T，这样可保证新制作层与上一层有效地粘接起来。但这样会造成制件Z向的尺寸误差。
激光快速成型对变形的控制，通过改变工艺参数、扫描方式甚至分区域扫描效果很不显著，控制变形从根本上要通过降低树脂的收缩率来实现，但是零收缩率的树脂很难实现，一般通过优化制作方向、给模型添加辅助支撑平衡收缩应力的办法来消除制件制作过程的翘曲变形。制件的变形一般发生在制件的悬臂区域、基础底面，本文称之为变形面，通过优化制作方向，使原型制作时易发生变形的面积最小，可有效地消除制作过程中的制件收缩变形。还可以在制作过程中，给制件易发生变形的悬臂区域、基础底面添加支撑，可以约束收缩引起的变形，提高制件的成型精度。
影响台阶效应的因素有模型面片的倾角与层片高度，因此，在模型数据处理时，首先应优化制作方向，使模型的各面片在该方向的台阶效应的面积和为最小，当制作方向确定后，对于模型台阶效应较大的面片区域采用变层厚制作工艺，即对该区域的制作采用较小的层厚固化，但一般变层厚制作工艺控制系统较复杂，不易实现，一般都采用优化制作方向减小模型的总台阶效应。
分层厚度对成型件表面质量的影响较大，表面质量随分层厚度减小而达到峰值，继续减小时表面质量开始下降，粗糙度上升。分析原因，是由于分层厚度较大时，分层厚度的减小弱化了单元体纵向粘接时成型件侧面轮廓的“锯齿现象”，从而提高了成型件的表面质量。因此，必须在保证成型件必要强度的前提下，选择适合的分层厚度，使成型件的表面质量达到最佳。
