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快速成形经典工艺比较
关键词及简称
光固化成形（简称：SLA或AURO）光敏树脂为原料
熔融挤压成形（简称：FDM或MEM）ABS丝为原料
分层实体成形（简称：LOM或SSM）纸为原料
粉末烧结成形（简称：SLS或SLS）蜡粉为原料
光固化成形
光固化成形是最早出现快速成形工艺。其原理是基于液态光敏树脂光聚合原理工作。这种液态材料在一定波长(x=325nm)和强度(w=30mw)紫外光照射下能快速发生光聚合反应, 分子量急剧增大, 材料也就从液态转变成固态。图1光固化工艺原理图

图1
工艺过程为：液槽中盛满液态光固化树脂，激光束在偏转镜作用下, 能在液体表面上扫描, 扫描轨迹及激光有没有均由计算机控制, 光点扫描到地方, 液体就固化。成型开始时，工作平台在液面下一个确定深度，液面一直处于激光焦平面，聚焦后光斑在液面上按计算机指令逐点扫描即逐点固化。当一层扫描完成后，未被照射地方仍是液态树脂。然后升降台带动平台下降一层高度，已成型层面上又充满一层树脂，刮平器将粘度较大树脂液面刮平，然后再进行下一层扫描，新固化一层牢靠地粘在前一层上，如此反复直到整个零件制造完成, 得到一个三维实体原型。
光固化工艺设备做出零件其优点是精度较高、表面效果好，零件制作完成后需要少许打磨，将层层堆积痕迹去除。光固化工艺制作零件打磨工作量相对其它工艺设备制作零件打磨量是最小；其缺点是强度低无弹性，无法进行装配。光固化工艺设备原材料很贵，种类不多。光固化设备零件制作完成后，还需要在紫外光固化箱中二次固化，用以确保零件强度。液漕内光敏树脂经过六个月到十二个月时间就要过期，所以要有大量原型服务以确保液漕内树脂被立即用完，不然新旧树脂混在一起会造成零件强度下降、外形变形。如需要更换不一样牌号材料就需要将一个液漕光敏树脂全部更换，工作量大树脂浪费很多。三十几万紫外激光器只能用1万小时，使用十二个月后激光器更换需要二次投入三十几万费用。
熔融挤压成形
熔融挤压成形工艺是利用热塑性材料热熔性、粘结性，在计算机控制下层层堆积成型。熔融挤压成形工艺原理是材料先抽成丝状，经过送丝机构送进喷头，在喷头内被加热熔化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化材料挤出，材料快速固化，并和周围材料粘结，层层堆积成型。图2熔融挤压工艺原理图
图2
熔融挤压成形设备优点是运行费用极低，此种工艺设备无需激光器，省掉二次投入大量费用；而且原材料品种多，原材料更换只需要将丝轮更换既可，操作方便，利于用户依据不一样零件选择不一样材料，如耐高温、可消失模铸造等。用ABS制造原型因含有较高强度而在产品设计、测试和评定等方面得到广泛应用。因为以FDM工艺为代表熔融材料堆积成形工艺含有部分显著优点，该工艺发展极为快速。熔融挤压成形零件成形样件强度好，易于装配。熔融挤压工艺设备缺点是造型速度较光固化设备低。零件制作后一样需要打磨，以去掉层层堆积痕迹，打磨工作量较光固化零件多些。
分层实体成形
分层实体成形工艺采取薄片材料，如纸、塑料薄膜等。片材表面事先涂覆上一层热熔胶。加工时，用CO2激光器（或刀）在计算机控制下切割片材，然后经过热压辊热压，使之目前层和下面已成形工件粘接，从而堆积成型。图3 分层实体成形工艺原理图

图3
用CO2激光器在刚粘接新层上切割出零件截面轮廓和工件外框，并在截面轮廓和外框之间多出区域内切割出上下对齐网格；激光切割完成后，工作台带动已成形工件下降，和带状片材(料带)分离；供料机构转动收料轴和供料轴，带动料带移动，使新层移到加工区域；工作台上升到加工平面；热压辊热压，工件层数增加一层，高度增加一个料厚；再在新层上切割截面轮廓。如此反复直至零件全部截面切割、粘接完，得到三维实体零件。
分层实体成形工艺设备优点：成形精度较高，适合做大型实体件，适合铸造行业；其缺点：材料品种单一，只有纸材。不宜做薄壁原型，受湿度影响轻易变形，强度差，运行成本较高，材料利用率很低，CO2激光器使用寿命为1万小时，也有二次投入采购激光器需要。零件一样需要后期打磨，工作量很大。
粉末烧结成形
粉末烧结成形工艺是利用粉末材料在激光照射下烧结原理，在计算机控制下堆积成形。图4 粉末烧结成形工艺原理图

图4
粉末烧结成形工艺设备工作过程是将材料粉末均匀铺洒并刮平；用高强度CO2激光器在刚铺新层上扫描出零件截面；材料粉末在高强度激光照射下被烧结在一起，得到零件截面，并和下面已成形部分粘接；当一层截面烧结完后，铺上新一层材料粉末，选择地烧结下层截面。
优点：材料利用率靠近95%，造型速度较快，适合铸造行业；缺点：材料单一，原型强度差，无法装配，表面质量差，精度低，后处理工艺复杂，样件变型大。一样有激光器损耗问题。国外设备能够做到装配，表面质量和精度全部不错，材料品种多，但设备和材料价位高，使得运行成本太高。

以每小时计算运行成本：
经典工艺运行成本对比
经典工艺
激光器每小时损耗折价
材料每小时用量
耗电量费用
设备折旧费
房租、水电、人职员资
每小时运行费用累计（不计折旧）
光固化成型
气体：50元
22元
可忽略
以7年计算，累计36400各小时
各单位自己制订
72元
固体：40元
62元
熔融挤压成型
无
6元
1.6元
7.6元
分层实体成型
15元
18元
1.6元
35元
粉末烧结成型
15元
7元
1.6元
23.6元