拓維淺述激光激光快速成型工藝的五大技術難點

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　　拓維淺述激光激光快速成型工藝的五大技術難點
　　激光快速成型中，由于粉料在光固化過程中內部分子結構發生變化，產生了固化過程的收縮，從而導致了制件的變形，大多數樹脂均有收縮特性，通常其體積收縮率為6%，線收縮率為2%，從分子學的角度看，光敏樹脂的固化過程是從單分子體向聚合體轉變的過程，單分子體和聚合體的分子結構本身不同，因此固化過程的收縮本身是一個內部過程，是不可避免的。這種收縮反映在制件上就會產生懸臂區域的翹曲變形。
　　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個層片進行制作，在分層的方向上，分層后，模型原來連續的表面被離散化了。所得到信息僅僅是每一層片的輪廓信息及實體信息，而丟失了兩截面之間(切片)的外輪廓面(曲面片)信息，分層的厚度表示離散后所記錄模型的分辯率，分層厚度越大，分辯率越低，所丟失的信息越多，成型過程產生的誤差也越大。最終的實體模型外表面是由每一薄層外表面的包絡面所形成的，由此造成了臺階效應
　　激光快速成型是基于分層制作累加成型的制造方法，為保證兩層可靠地粘接，要求激光成型新的層片時，激光的固化深度Cd大于分層的厚度T，這樣可保證新制作層與上一層有效地粘接起來。但這樣會造成制件Z向的尺寸誤差。
　　激光快速成型對變形的控制，通過改變工藝參數、掃描方式甚至分區域掃描效果很不顯著，控制變形從根本上要通過降低樹脂的收縮率來實現，但是零收縮率的樹脂很難實現，一般通過優化制作方向、給模型添加輔助支撐平衡收縮應力的辦法來消除制件制作過程的翹曲變形。制件的變形一般發生在制件的懸臂區域、基礎底面，本文稱之為變形面，通過優化制作方向，使原型制作時易發生變形的面積最小，可有效地消除制作過程中的制件收縮變形。還可以在制作過程中，給制件易發生變形的懸臂區域、基礎底面添加支撐，可以約束收縮引起的變形，提高制件的成型精度。
　　影響臺階效應的因素有模型面片的傾角與層片高度，因此，在模型數據處理時，首先應優化制作方向，使模型的各面片在該方向的臺階效應的面積和為最小，當制作方向確定后，對于模型臺階效應較大的面片區域采用變層厚制作工藝，即對該區域的制作采用較小的層厚固化，但一般變層厚制作工藝控制系統較復雜，不易實現，一般都采用優化制作方向減小模型的總臺階效應。
　　分層厚度對成型件表面質量的影響較大，表面質量隨分層厚度減小而達到峰值，繼續減小時表面質量開始下降，粗糙度上升。分析原因，是由于分層厚度較大時，分層厚度的減小弱化了單元體縱向粘接時成型件側面輪廓的“鋸齒現象”，從而提高了成型件的表面質量。因此，必須在保證成型件必要強度的前提下，選擇適合的分層厚度，使成型件的表面質量達到最佳。

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