2025年光固化成型 .pdfVIP

臣心一片磁针石，不指南方不肯休。——文天祥

光固化快速成型

摘要：光固化快速成型是目前世界上研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的一种快

速成型方法。本文章重点介绍了光固化快速成型的原理，成型过程及其对精度的影响，总

结了此方法的优缺点，展望了其发展前景及应用。

关键词:快速成型；光固化成型；成型精度；工艺参数

一、前言

随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈，产品的开发速度日益成为主要

矛盾。在这种情况下，自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为

制造业全球竞争的实力基础。制造业为满足日益变化的用户需求，要求制造技术有较强的

灵活性，能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。因此，产品的开发速度和制造

技术的柔性就十分关键。从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技

术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。所以我们要掌握该技术，才

能在未来的商业或国际竞争中立于不败之地。

快速成型(RapidPrototypingManufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年

代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，是基于离散－堆积成形原理的先进制造

技术的总称。被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工

程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、

精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新

设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即快速成形技术就是利用三维

CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。

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天将降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为。——《孟子》

快速成型技术发展至今，以其技术的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速发展，

快速成形技术彻底摆脱了传统的“去除”加工法——部分去除大于工件的毛坯上的材料来

得到工件。而采用全新的“增长”加工法——用一层层的小毛坯逐步叠加成大工件，将复

杂的三维加工分解成简单的二维加工的组合。因此，它不必采用传统的加工机床和模具，

只需传统加工方法的10%～30%的工时和20%～35%的成本，就能直接制造出产品样品或

模具。由于快速成形具有上述突出的优势，所以近年来发展迅速，已成为现代先进制造技

术中的一项支柱技术，实现并行工程(ConcurrentEngineering,简称CE)必不可少的手段。

例如，可增加产品设计的自由度，可采用非均质材料，可采用客户定制以及及时制造的生

产方式，易于实行异地制造等越是形状复杂且批量小的零件，越应当采用快速制造技术。

RPM的特点：(1)制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用；(2)原

型的复制性、互换性高；(3)制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更

显优越；(4）加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关；(5)高度技术集成，可实

现了设计制造一体化。

近十几年来，随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈。尤其是计算机技

术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用，使得RP技术得到了异乎寻常的高速发展，表

现出很强的生命力和广阔的应用前景。快速成形技术发展至今，以其技术的高集成性、高

柔性、高速性而得到了迅速发展。目前，快速成形的工艺方法已有几十种之多，其中主要

工艺有四种基本类型：光固化成型法（SLA）、分层实体制造法(LOM)、选择性激光烧结法

(SLS)、熔融沉积制造法(LDM)。除了上述4种最为熟悉的技术外