目前,國(guó)內(nèi)外研究了多種快速成形方法,比較成熟實(shí)用的主要有LOM、SLA、SLS、FDM、3DP,這些技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn),其具體原理和特點(diǎn)如下:
1、立體光刻(SLA)
SLA是利用紫外激光掃描光敏樹(shù)脂、光敏樹(shù)脂在激光的作用下固化逐層堆集而成。用SLA原型可代替鋁合金鑄造中的木模和熔模精密鋁合金鑄造中的蠟?zāi)?。SLA技術(shù)成形速度快,精度高。由于SLA所用樹(shù)脂為熱固性光敏樹(shù)脂,加熱不能熔失,只能燒失,所以熔模鋁合金鑄造時(shí)對(duì)焙燒工藝要求較高,原型件最好做成鏤空結(jié)構(gòu)。SLA原型對(duì)水較敏感,長(zhǎng)時(shí)間在潮濕環(huán)境中易吸潮變形,所以要注意防潮。SLA的設(shè)備及運(yùn)行成本較高,適合于制造薄壁精細(xì)輪廓精密鑄件的模型。
2、分層實(shí)體制造(LOM)
LOM工藝是根據(jù)零件分層得到的輪廓信息用激光切割薄材,這樣逐層堆集而成的三維實(shí)體。LOM主要特點(diǎn)是設(shè)備和材料價(jià)格較低,運(yùn)行成本也低。原型經(jīng)處理后強(qiáng)度好,精度高,不變形,在鋁合金鑄造中可代替復(fù)雜的木模,特別適合于中小型鋁合金鑄造廠單件或小批量生產(chǎn)。
3、選擇性激光燒結(jié)(SLS)
其原理是:激光束在計(jì)算機(jī)的控制下,對(duì)粉末進(jìn)行掃描,掃描部分粉末熔化粘結(jié)而成的實(shí)體。SLS技術(shù)的最大特點(diǎn)是成形材料廣泛,塑料、陶瓷、金屬、蠟粉、腹膜砂及它們的復(fù)合材料都可作為SLS的成形材料,制備相應(yīng)的功能件、金屬件、蠟?zāi)<吧靶停ㄐ荆?,所以適用性強(qiáng)。SLS制作蠟?zāi)_M(jìn)行熔模鋁合金鑄造是目前在國(guó)內(nèi)運(yùn)用最為廣泛的方法,不僅成本相對(duì)較低,而且精度高,表面質(zhì)量好,無(wú)需支撐,可制作形狀極其復(fù)雜的蠟?zāi)Ia(chǎn)復(fù)雜鑄件。
4、熔絲沉積(FDM)
熔絲沉積將材料液化后經(jīng)過(guò)噴嘴逐層沉積成制件,成形材料包括塑料絲、蠟絲等,因此制備塑料原型件和蠟?zāi)?。該工藝中沒(méi)有價(jià)格昂貴的激光器,所以設(shè)備價(jià)格低,且由于材料被完全熔化,制件強(qiáng)度高。但成形速度慢,制件精度差,表面質(zhì)量差,且噴絲頭的噴嘴易產(chǎn)生流延和堵塞。
5、三維打印(3DP)
三維打印工作原理類似于噴墨打印機(jī)。該技術(shù)的材料包括陶瓷、金屬/有機(jī)復(fù)合材料等。該技術(shù)成本較低,成形速度快,精度高,但制件表面粗糙,強(qiáng)度不高,且打印噴頭容易堵塞。在鋁合金鑄造中適合于原型的驗(yàn)證制作蠟?zāi);蛑圃焓嘈汀?