目前快速成型主要工藝方法及其分類見圖1所示。僅介紹目前較為常用的工藝方法。

立體光固化成型法

光固化法(SL)是目前最為成熟和廣泛應用的一種快速成型制造工藝。這種工藝以液態(tài)光敏樹脂為原材料，在計算機控制下的紫外激光按預定零件各分層截面的輪廓軌跡對液態(tài)樹脂逐點掃描，使被掃描區(qū)的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合(固化)反應，從而形成零件的一個薄層截面。完成一個掃描區(qū)域的液態(tài)光敏樹脂固化層后，工作臺下降一個層厚，使固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂然后重復掃描、固化，新固化的一層牢固地粘接在一層上，如此反復直至完成整個零件的固化成型。

SL工藝的優(yōu)點是精度較高，一般尺寸精度可控制在0.01mm;表面質量好;原材料利用率接近100%;能制造形狀特別復雜、精細的零件;設備市場占有率很高。缺點是需要設計支撐;可以選擇的材料種類有限;制件容易發(fā)生翹曲變形;材料價格較昂貴。該工藝適合比較復雜的中小型零件的制作。

選擇性激光燒結法

選擇性激光燒結法(SLS)是在工作臺上均勻鋪上一層很薄(100μ-200μ)的作金屬(或金屬)粉末，激光束在計算機控制下按照零件分層截面輪廓逐點地進行掃描、燒結，使粉末固化成截面形狀。完成一個層面后工作臺下降一個層厚，滾動鋪粉機構在已燒結的表面再鋪上一層粉末進行下一層燒結。未燒結的粉末保留在原位置起支撐作用，這個過程重復進行直至完成整個零件的掃描、燒結，去掉多余的粉末，再進行打磨、烘干等處理后便獲得需要的零件。用金屬粉或陶瓷粉進行直接燒結的工藝正在實驗研究階段，它可以直接制造工程材料的零件。

SLS工藝的優(yōu)點是原型件機械性能好，強度高;無須設計和構建支撐;可選材料種類多且利用率高(100%)。缺點是制件表面粗糙，疏松多孔，需要進行后處理;制造成本高。

采用各種不同成分的金屬粉末進行燒結，經(jīng)滲銅等后處理特別適合制作功能測試零件;也可直接制造金屬型腔的模具。采用蠟粉直接燒結適合于小批量比較復雜的中小型零件的熔模鑄造生產(chǎn)。

熔融沉積成型法

這種工藝是通過將絲狀材料如熱塑性塑料、蠟或金屬的熔絲從加熱的噴嘴擠出，按照零件每一層的預定軌跡，以固定的速率進行熔體沉積（如圖4）。每完成一層，工作臺下降一個層厚進行迭加沉積新的一層，如此反復最終實現(xiàn)零件的沉積成型。FDM工藝的關鍵是保持半流動成型材料的溫度剛好在熔點之上(比熔點高1℃左右)。其每一層片的厚度由擠出絲的的直徑?jīng)Q定，通常是0.25~0.50mm 。

FDM的優(yōu)點是材料利用率高;材料成本低;可選材料種類多;工藝簡潔。缺點是精度低;復雜構件不易制造，懸臂件需加支撐;表面質量差。該工藝適合于產(chǎn)品的概念建模及形狀和功能測試，中等復雜程度的中小原型，不適合制造大型零件。

分層實體制造法

LOM工藝是將單面涂有熱溶膠的紙片通過加熱輥加熱粘接在一起，位于上方的激光切割器按照CAD分層模型所獲數(shù)據(jù)，用激光束將紙切割成所制零件的內外輪廓，然后新的一層紙再疊加在上面，通過熱壓裝置和下面已切割層粘合在一起，激光束再次切割，如此反復逐層切割、粘合、切割……直至整個模型制作完成。

LOM工藝優(yōu)點是無需設計和構建支撐;只需切割輪廓，無需填充掃描;制件的內應力和翹曲變形小;制造成本低。缺點是材料利用率低，種類有限;表面質量差;內部廢料不易去除，后處理難度大。該工藝適合于制作大中型、形狀簡單的實體類原型件，特別適用于直接制作砂型鑄造模。

三維印刷法

三維印刷法是利用噴墨打印頭逐點噴射粘合劑來粘結粉末材料的方法制造原型。3DP的成型過程與SLS相似，只是將SLS中的激光變成噴墨打印機噴射結合劑（如圖6）。

該技術制造致密的陶瓷部件具有較大的難度，但在制造多孔的陶瓷部件（如金屬陶瓷復合材多孔坯體或陶瓷模具等）方面具有較大的優(yōu)越性。

RP與CNC加工性能比較

存在的問題及發(fā)展方向

材料問題：

目前所使用的成型材料成型后的機械性能還不能滿足零件的功能需要，必須經(jīng)過后處理才能達到使用要求。采用金屬材料和高強度材料直接成型是RPM的一個重要發(fā)展方向。美國Michigan大學的Manzumd采用大功率激光器進行金屬熔焊直接成型鋼質模具的研究。

成型精度和質量問題：

目前快速成型制件的精度和表面質量大多不能滿足工程使用要求，只能作為概念造型和功能測試的原型使用，必須改進成型工藝和快速成型軟件。美國Stanford大學的Prints采用逐層累加與五坐標數(shù)控加工結合的方法，用激光將金屬直接燒結成型，可獲得與數(shù)控加工相近的精度。

應用問題：

從制造目標來說RPM主要用于:快速概念設計及功能測試原型制造;快速模具原型制造;快速功能零件制造。但大多數(shù)RPM是作為原型件進行新產(chǎn)品開發(fā)和功能測試等?？焖僦苯又颇＜翱焖俟δ芰慵圃焓?/span>RPM面臨的一個重大技術難題，也是RPM技術發(fā)展的一個重要方向。根據(jù)不同的制造目標RPM技術將相對獨立發(fā)展，更加趨于專業(yè)化。

來源：王博博士