激光快速成形技术的应用

激光快速成型（SLS）技术在汽车领域的应用湖南华曙公司采用的选择性粉末激光烧结（SLS）技术是行业领先的柔性智能制造技术，广泛服务于汽车制造、飞机工程、消费电子、精密传感等诸多领域。

快速制造（RM）激光装备欧美等国07年一年新增近2000台，制成产品已经大量出现在飞机、汽车、大型仪器、仪表等领域，由于不需要模具，从CAD文件到产品可在15小时之内出货，对我们这个传统的制造业大国产生了强烈的冲击，庞大的市场需求与国产设备的极缺造成的反差，无论是激光装备国产化市场还是产品市场都给我们留出了宝贵的市场机遇。

我们项目正是在国内批量制造RM设备并承接RM产品制造服务，并力争建成全国领先的产业集群，国家工程技术中心。

汽车设计和塑胶件批量制造中应用汽车外形及内饰件的设计、改型、装配试验，发动机、汽缸头等复杂外型的试制。

作为设计验证和评估的手段，激光快速成型已经用于国内外汽车产业中，●例如美国克莱斯勒公司已制造车身模型，将其放在高速风洞中进行空气动力学试验分析，取得了令人满意的效果，大大节约了试验费用。

●汽车发动机进气管内腔形状是由十分复杂的自由曲面构成的，它对提高进气效率、燃烧过程有十分重要的影响。

设计过程中，需要对不同的进气管方案做气道试验，传统的方法是用手工方法加工出由几十个截面来描述的气管木模或石膏模，再用砂模铸造进气管，加工中，木模工对图纸的理解和本身的技术水平常导致零件与设计意图的偏离，有时这种误差的影响是显著的。

使用数控加工虽然能较好地反映出设计意图，但其准备时间长，特别是几何形状复杂时更是如此。

英国Rover公司使用激光快速成型技术生产进气管的外模及内腔模，取得了令人满意的效果。

●在汽车模具制造中应用本激光快速成型技术，能烧结蜡、聚碳酸酯、尼龙、金属等各种材料。

用该系统制造的钢铜合金注塑模具，可注塑5万件工件。

也可以结合其他技术来制作钢质模具，实现金属模的快速制造。

或者直接制造出复形精度较高的EDM电极，用于注塑模、锻模、压铸等钢制模具型腔的加工。

激光加工技术在工程机械制造中的应用激光加工技术是一种现代高精密加工技术，利用激光束对工件进行切割、焊接、打孔等加工。

随着工程机械行业的不断发展和技术的进步，激光加工技术在工程机械制造中的应用越来越广泛。

本文将从激光加工技术的优势、在工程机械制造中的应用以及未来发展趋势等方面进行探讨。

一、激光加工技术的优势1. 高精度激光加工技术能够实现微米级甚至纳米级的加工精度，可以满足工程机械制造中对零部件精度要求的提高。

2. 高效率激光加工技术可以实现高速加工，提高了生产效率，缩短了加工周期，符合工程机械制造中对生产效率和产能的要求。

3. 无接触加工激光加工过程中不需要与工件发生接触，可以避免因接触而导致的变形和损伤，适用于对工件表面质量要求高的工程机械零部件加工。

4. 灵活性激光加工技术可以实现对各种材料的加工，涵盖了工程机械制造中常用的金属材料和非金属材料。

5. 可实现复杂几何形状加工激光加工技术可以实现对复杂几何形状的工件进行精密加工，满足了工程机械零部件加工中对复杂零件的加工要求。

1. 材料切割工程机械的制造需要对各种金属材料进行切割，传统的切割方法需要借助锯切、剪切等工具，工艺复杂且效率低。

而激光切割技术可以实现对各种材料的快速精密切割，提高了生产效率和切割质量。

2. 焊接激光焊接技术在工程机械制造中得到了广泛应用，可以对各种金属材料进行高品质的焊接，实现了对工件的精密连接，提高了工程机械的零部件质量和可靠性。

3. 孔加工工程机械零部件中常常需要进行孔加工，传统的孔加工方法需要借助钻、锉等工具，工艺繁琐且加工质量难以保障。

而激光孔加工技术可以实现对各种材料的快速精密孔加工，提高了加工质量和孔位精度。

4. 表面处理工程机械零部件需要经常进行表面处理，传统的表面处理方法存在着磨损大、工艺复杂等问题。

而激光表面处理技术可以实现对工件表面的高温熔化，使表面快速冷却，形成致密的涂层，提高了工件的耐磨性和抗腐蚀性。

激光技术在制造工业中的应用在当今的制造工业领域，激光技术正以其独特的优势发挥着日益重要的作用。

从汽车制造到电子设备生产，从航空航天到医疗器械，激光技术的应用几乎无处不在，为提高生产效率、提升产品质量以及实现创新设计提供了强大的支持。

激光切割是激光技术在制造工业中最常见的应用之一。

它利用高能量密度的激光束照射到被切割材料的表面，瞬间使其局部熔化、汽化，并通过高压气体将熔化或汽化的物质吹走，从而实现材料的分离。

与传统的切割方法相比，激光切割具有极高的精度和速度。

无论是金属薄板还是厚板，激光切割都能轻松应对，切口光滑平整，几乎无需后续加工。

在汽车制造中，激光切割常用于车身零部件的加工，能够精确地切割出各种复杂形状的零件，大大提高了汽车的装配精度和整体质量。

在电子设备制造中，激光切割可以对印刷电路板进行精细加工，确保线路的准确性和完整性。

激光焊接是另一个重要的应用领域。

激光焊接通过将激光束聚焦在焊接部位，使材料瞬间达到熔点并融合在一起。

它具有焊缝窄、热影响区小、焊接强度高等优点。

在汽车制造中，激光焊接被广泛应用于车身结构的连接，不仅提高了车身的强度和安全性，还减少了焊接变形。

在航空航天领域，激光焊接用于飞机发动机零部件的制造，能够满足高强度、高精度的焊接要求。

此外，激光焊接在医疗器械、珠宝制造等行业也有着广泛的应用。

激光打标是一种非接触式的标记方法，通过激光束在材料表面留下永久性的标记。

它可以实现高精度、高清晰度的标记效果，无论是文字、图案还是二维码，都能清晰准确地呈现。

在电子元器件制造中，激光打标用于标记产品的型号、规格等信息，便于识别和追溯。

在食品和药品包装上，激光打标可以标记生产日期、保质期等重要信息，具有防伪、环保等优点。

激光打孔也是激光技术的一项重要应用。

它能够在各种材料上加工出微小而精确的孔洞，广泛应用于航空航天、医疗器械、化纤等领域。

例如，在航空发动机的叶片上加工冷却孔，在化纤喷丝板上加工微孔，都需要高精度的激光打孔技术。

四种典型的快速成型技术的成型原理一、激光烧结成型原理激光烧结成型（Selective Laser Sintering，简称SLS）是一种快速成型技术，其成型原理是利用激光束对粉末材料进行烧结，逐层堆积形成所需的三维实体。

激光烧结成型的过程主要包括以下几个步骤：首先，利用计算机辅助设计（CAD）软件将待制造的物体进行三维建模，并将模型数据转化为机器能够识别的格式。

然后，将烧结材料粉末均匀地铺在工作台上，使其表面平整。

接下来，利用激光束控制系统，将激光束按照预定的路径和参数扫描在粉末层表面，使其局部熔融烧结。

激光束的能量使粉末颗粒之间发生熔融和烧结，形成一层固体物质。

再次铺上一层新的粉末材料，重复上述步骤，逐层堆积，直至形成整个三维实体。

最后，将成品从未熔融的粉末中清理出来，并进行后续处理，如热处理或表面处理。

激光烧结成型技术具有成型速度快、制作精度高、制造复杂度高等优点。

由于其成型过程中无需使用支撑材料，可以制造出具有复杂内部结构的零件，因此被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。

二、光固化成型原理光固化成型（Stereolithography，简称SLA）是一种常见的快速成型技术，其成型原理是利用紫外线激光束对光固化树脂进行逐层固化，最终形成所需的三维实体。

光固化成型的过程主要包括以下几个步骤：首先，利用计算机辅助设计（CAD）软件将待制造的物体进行三维建模，并将模型数据转化为机器能够识别的格式。

然后，将液态光固化树脂均匀地铺在工作台上。

接下来，利用紫外线激光束扫描器，将激光束按照预定的路径和参数照射在树脂表面，使其局部固化。

激光束的能量使树脂中的光敏物质发生聚合反应，从而使树脂由液态变为固态。

再次涂覆一层新的液态光固化树脂，重复上述步骤，逐层固化，最终形成整个三维实体。

最后，将成品从未固化的树脂中清洗出来，并进行后续处理，如烘干或光刻。

光固化成型技术具有成型速度快、制造精度高、制造复杂度高等优点。

SLS技术的原理特点及应用领域1. SLS技术简介SLS（Selective Laser Sintering）技术是一种快速成型技术，也被称为激光烧结成型技术。

它是一种使用激光将粉末材料烧结层层堆积而成三维实体的造型方法。

SLS技术最早由德国的D.S. Hilbert在1980年代初提出，并在随后的几十年中得到了广泛的应用和发展。

2. SLS技术的原理SLS技术的工作原理可以概括为以下几个步骤：2.1. 材料选择SLS技术通常采用粉末状材料，如塑料、金属、陶瓷等。

选择合适的材料对于SLS技术的成功应用至关重要。

2.2. 粉末层压首先，将一层薄薄的粉末材料均匀地铺在工作台上，形成一个粉末层。

2.3. 激光烧结接下来，激光束被聚焦到粉末层上的特定位置。

激光的能量会将粉末材料局部加热，使其熔融并与下层粉末粒子结合。

2.4. 层层堆积一旦一层材料烧结完成，工作台会下降一层，形成新的粉末层。

再次进行激光烧结，直到整个模型被逐层堆积完成。

2.5. 后处理打印成品完成后，需要进行后处理来去除未烧结的粉末并进行粗糙表面的处理。

3. SLS技术的特点SLS技术具有以下几个显著的特点：•无需支撑结构: SLS技术是一种自支撑的打印技术，不需要使用支撑结构来支持打印物体，这使得SLS技术在制造复杂形状物体时更具优势。

•材料多样性: SLS技术可以使用多种材料进行打印，包括塑料、金属、陶瓷等。

这种灵活性使得SLS技术适用于各种不同的应用领域。

•高精度: SLS技术的打印精度较高，可以制造出精细的细节和复杂的结构。

•快速制造: SLS技术可以快速制造出物体，相比传统制造方法，节约了大量的时间和成本。

•无需模具: SLS技术可以直接从计算机辅助设计（CAD）模型进行打印，无需制作模具，节省了制模的时间和费用。

4. SLS技术的应用领域SLS技术具有广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面：4.1. 制造业SLS技术在制造业中得到了广泛的应用。

快速成型（RP）的原理方法及应用快速成型(RP)的原理方法及应用快速成型(RP)技术是一种集计算机、数控、激光和材料技术于一体的先进制造技术。

本文通过介绍快速成型系统的原理方法和特点，阐述其工艺特点及开发和应用，探讨快速成型技术在现代制造业中起到的重要作用和产生的巨大效益，分析快速成型技术的优点和缺点，并提出快速成型技术未来的发展方向和深远意义。

1前言当今时代，制造业市场需求不断向多样化、高质量、高性能、低成本、高科技的方向发展，一方面表现为消费者兴趣的短时效和消费者需求日益主体化、个性化和多元化；另一方面则是区域性、国际市场壁垒的淡化或打破，要求制造业的厂商必须着眼于全球市场的激烈竞争。

因此快速地将多样化、性能好的产品推向市场成为了制造业厂商把握市场先机的关键，由此导致了制造价值观从面向产品到面向顾客的重定位，制造战略重点从成本与质量到时间与响应的转移，也就是各国致力于CIMS(ComputerIntegratedManufactureSystem)、并行工程、敏捷制造等现代制造模式的研究与实践的原因。

快速成型(RapidPrototyping)技术正是在这种时代的需求下应运而生的。

它是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。

它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。

2快速成型的原理及特点快速成型技术采用离散/堆积成型原理，根据三维CAD模型，对于不同的工艺要求，按照一定厚度进行分层，将三维数字模型变成厚度很薄的二维平面模型。

再将数据进行一定的处理，加入加工参数，产生数控代码，在数控系统控制下以平面加工方式连续加工出每个薄层，并使之粘结而成形。

实际上就是基于“生长”或“添加”材料原理一层一层地离散叠加，从底到顶完成零件的制作过程。

它是计算机辅助设计与制造技术、逆向工程技术、分层制造技术、材料去除成形、材料增加成形技术以及它们的集成的总称。

快速成型技术的应用及发展趋势摘要:；快速成型技术凭借其加工原理的独特性和相对传统加工时间的大大节省，在模具工业和修复医学方面得到了大力的推广和应用．同时也是一种结合计算机、数控、激光和材料技术于一体的先进制造技术，并提出快速成型技术未来的发展方向。

关键词：快速成型；快速模具；修复医学；成型方法；成型材料；引言快速成型(Rapid Prototyping，简称RP)是80年代末期开始商品化的一种高新制造技术，它是集CAD／CAM技术、激光加工技术、数控技术和新材料等技术领域的最新成果于一体的零件原型制造技术．快速成型不同于传统的用材料去除方式制造零件的方法，而是用材料一层一层积累的方式构造零件模型．它利用所要制造零件的三维CAD模型数据直接生成产品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造产品原型．由于该技术不像传统的零件制造方法需要制作木模、塑料模和陶瓷模等，可以把零件原型的制造时间减少为几天、几小时，大大缩短了产品开发周期，减少了开发成本．随着计算机技术的快速发展和三维CAD软件应用的不断推广，越来越多的产品基于三维CAD设计开发，使得快速成型技术的广泛应用成为可能．快速成形技术已广泛应用于宇航、航空、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型(雕刻)、建筑模型、机械行业等领域[1]。

1.快速成型技术的应用1.1 工业产品开发及样件试制作为一种可视化的设计验证工具，RP具有独特的优势。

(1)在国外，快速原型即首版的制作，已成为供应商争取订单的有力工具。

美国Detroit的一家制造商，利用2台不同型号的快速成型机以及快速精铸技术，在接到№rd公司标书后的4个工作日内生产出了第一个功能样件，从而拿到了Ford公司年生产总值300万美元的发动机缸盖精铸件的合同。

(2)在RP系统中，一些使用特殊材料制作的原型(如光敏树脂等)可直接进行装配检验、模拟产品真实工作状况的部分功能试验。

Chrysler 直接利用RP技术制造的车体原型进行高速风洞流体动力学试验，节省成本达70％。