快速成型材料及设备－II

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1、第二节快速成型制造设备快速成型设备的研究与开发是快速成型制造技术的重要部分，各种快速成型设备可以说是相应的快速成型技术方法以及相关材料等研究成果的集中体现，快速成型设备系统的先进程度是衡量快速成型技术发展水平的标志。随着1988年3DSystems公司推出第一台快速成型商品化设备SLA250以来，世界范围内相继推出了和快速成型方法对应的多种商品化设备和实验室阶段的设备。和快速成型技术方法一样，目前，商品化比较成熟的设备系统有光固化成型设备系统、叠层实体制造设备系统、熔融沉积制造设备系统以及选择性激光烧结成型系统等。上述这些比较成熟的商品化设备系统的销售量平均以50％左右的速度在逐年递增

2、，标志着快速成型技术的应用正处于繁荣发展的阶段。模具工程技术研究中心METRCξ3快速成型材料及设备一、光固化快速成型制造设备20世纪70年代末到80年代初期，美国3M公司的AlanJ.Hebert(1978)、日本的小玉秀男(1980)、美国UVP公司的CharlesW.Hull(1982)和日本的丸谷洋二(1983)，在不同的地点各自独立地提出了RP的概念，即利用连续层的选区固化产生三维实体的新思想。CharlesHull在UVP的继续支持下，完成了一个能自动建造零件的称之为SLA-1的完整系统。同年，CharlesHull和UVP的股东们一起建立了3DSystems公司，并于19

3、88年首次推出SLA-250机型，如图所示。模具工程技术研究中心METRC目前，研究光固化成型设备的单位有美国的3DSystems公司、Aaroflex公司，德国的EOS公司、F&S公司，日本的SONY/D-MEC公司、TeijinSeiki公司、DenkenEngieering公司、Meiko公司、Unipid公司、NTTDATA&CMET公司，以色列的Cubital公司以及国内的西安交通大学、上海联泰科技有限公司等。ξ3快速成型材料及设备在上述研究SLA设备的众多公司中，美国3DSystems公司的SLA技术在国际市场上占的比例最大。3DSystems公司在继1988年推出第一台商

4、品化设备SLA250以来，又于1997年推出了SLA250HR、SLA3500、SLA5000三种机型，在光固化成型设备技术方面有了长足的进步。其中，SLA3500和SLA5000使用半导体激励的固体激光器，扫描速度分别达到2.54m/sec和5m/sec，成层厚最小可达0.05mm。此外，还采用了一种称之为Zephyerrecoatingsystem的新技术，该技术是在每一成层上，用一种真空吸附式刮板在该层上涂一层0.05~0.1mm的待固化树脂，使成形时间平均缩短了20%。该公司于1999年推出SLA7000机型。SLA7000与SLA5000机型相比，成体积虽然大致相同，但其扫描

5、速度却达9.52m/sec，平均成型速度提高了4倍，成层厚最小可达0.025mm，精度提高了一倍。3DSystems公司最新推出的机型是Vipersi2SLA。模具工程技术研究中心METRCξ3快速成型材料及设备3DSystems公司的SLA-3500机型模具工程技术研究中心METRC3DSystems公司的SLA-5000机型ξ3快速成型材料及设备3DSystems公司的SLA-7000机型模具工程技术研究中心METRC3DSystems公司的Vipersi2SLA机型ξ3快速成型材料及设备国内西安交通大学在光固化成型技术、设备、材料等方面进行了大量的研究工作，推出了自行研制与开发的

6、SPS、LPS、和CPS三种机型，每种机型有不同的规格系列，其工作原理都是光固化成型原理。其中SPS600和LPS600成型机如图所示。模具工程技术研究中心METRC西安交通大学SPS600成型机西安交通大学LPS600成型机ξ3快速成型材料及设备西安交通大学光固化成型机主要性能指标与技术特征模具工程技术研究中心METRC该成型机激光器、扫描与光聚焦系统两关键部件从国外引进，扫描速度SPS最大可达7m/s、LPS可达2m/s，精度达±0.1mm；全范围扫描分辨率达3.6μm，整机控制精度达50μm，高于国外同类机器水平，保证了可靠性；扫描光斑直径=0.2mm，SPS激光寿命>5000

7、h，LPS激光寿命>2000h，与国外水平相同。采用了快速排序分层法，大大加快分层速度，且具有对分层数据自动诊断和修复功能。国际上创新的YLSF成型工艺，大大减小了翘曲等变形误差，提高了原型件制作质量。优于美国3DSystems公司的工艺方法；拐角误差采用自适应延时控制，较少了轮廓误差的影响，此为国际首创。零件成型精度达±0.1mm(<100mm)或0.1%(>100mm)，与国外水平相同；样件测试尺寸合格率达到美国3DSystems公司