激光3d打印在非传统工业领域的研究和应用进展

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1、激光3D打印在非传统工业领域的研究和应用进展黄泽峰（机械工程专业2014级学号2111401164）摘要：本文介绍了激光3D打印（快速成形技术）的研究及发展情况，针对激光快速成形技术主要的成形工艺做了详细的阐述，包括激光立体印刷成形技术、分层实体制造技术、选择性激光烧结技术、激光涂覆快速制造技术。结合国内外激光快速成形技术的发展情况，探讨了该技术的应用及未来发展趋势。关键词：激光，快速成形，3D打印，研究现状，发展，应用Abstract:Inthispaper，theresearchanddevelopmentstatusofthelaser3DPrint

2、ers(RapidPrototypingManufacturing)isintroduced.ThecriticaltechnologyofLaserRapidPrototypingManufacturing^ncludingtheStereoLithographyApparatus,theLaminatedObjectManufacturing,theSelectiveLaserSintering，theLaserEngineeringNetShaping,areclearlyexplained.Accordingtothedevelopmentstat

3、usofLaserRapidPrototypingManufacturingathomeandabroad,thedevelopmenttrendandapplicationsofLaserRapidPrototypingManufacturingisanalyzed.Keyword：Laser，RapidPrototyping,3DPrinters,researchstatus,developmentapplications敦光快速成型技术概述0引言自1960年第一台激光器问世以来，激光技术的研究及其在各个领域的应用得到了迅速的发展。与传统加工方法相比，

4、激光加工技术具有高相干性、高方向性和高亮度已经广泛应用于工业、军事、科学研究及日常生活中，尤其是近20年来，激光制造技术已经渗入到诸多高新技术领域和产业，其中最突出的是，最近十多年来发迗国家推出的集精密机械、计算机、数控、激光、新材料于一体的全新制造技术一一快速成形技术（又称3D打印技术），应用这种技术开发的设备快速制造系统，近年以40%以上的高增速发展。［1^4］。激光快速制造技术（LKMT）又称激光快速成形技术或激光3D打印技术，是一种借助计算机辅助设计，或用实体反求方法采集得到有关原型或零件的几何形状、结构和材料的组合信息，从而获得目标原型的概念并以

5、此建立数字化描述模型，之后将这些信息又输到计算机控制的光、机、电集成的激光快速成形制造系统，利用激光为工具，通过逐点、逐面进行材料的“三维堆砌”成形，再经过必要的处理，使其在外观、强度和性能等方面达到设计要求，迗到快速、准确地制造原型或实际零件、部件，而无需传统的机械加工机床和模具的技术。从广义的范畴来说，快速成形属于添加成形；而从狭义的角度来讲，快速成形应该属于离散/堆积成形，即依照计算机上构成零件三维设计模型，利用快速成形机对其进行分层切片，得到各层截面的二维轮廓图，并按照这些轮廓图逐步顺序叠加成所要成形的实体。激光快速制造的全过程可以归纳为以下三个步

6、骤：前处理它包括零件三维模型的构建、三维模型的近似处理、模型成形方向的选择和三维模型的切片处理、抛光和表面强化处理等。分层叠加自由成形根据切片处理的截面轮廓，在计算机控制下，相应的成形头（激光头或喷头）按各自截面轮廓信息做扫描运动，在工作台上一层一层的堆积材料，然后将各层相黏结，最终得到原型产品。后处理从成形系统里取出成形件，进行剥离、后固化、修补、打磨、抛光、涂挂，或放在高温炉中进行最后的烧结，进一步提高其强度。目前激光快速制造技术的研究，根据对象和功能的不同，可分成两大类，即快速原型制造和金属零件快速直接制造技术。激光快速制造技术是近年来增长最快的工业

7、领域之一。相对于传统的制造加工过程，按照零件的复杂程度和采用的方法不同，往往需要几周甚至几个月的加工时间。基于计算机对物体几何形状、结构与连接状态的描述，激光快速制造技术的制造时间从几个小时到几十个小时便可完成。可以预见，激光快速制造技术将对当今材料的生产、加工过程和制造工程产生重要的影响。:光快速成型技术的研究近几年基于激光技术的快速制造技术（LKPT）处在飞速发展之中，呈现三个特点:一是新的激光快速制造工艺不断涌现；二是配套硬件和软件不断完善；三是应用领域日益拓宽。近期发展的LPRT技术主要有立体光造型（SLA）技术、选择性激光烧结（SLS）技术、激光

8、薄片叠层制造（LOM）技术、激光熔覆成形（LCF）技术、激光近成形