RP技術是在現(xiàn)代CAD/CAM技術、激光技術、計算機數(shù)控技術、精密伺服驅動技術以及新材料技術的基礎上集成發(fā)展起來的。不同種類的快速成型系統(tǒng)因所用成形材料不同,成形原理和系統(tǒng)特點也各有不同。但是基本原理都是一樣的,那就是“分層制造,逐層疊加”,類似于數(shù)學上的積分過程。形象地講,快速成形系統(tǒng)就像是一臺“立體打印機”。
將計算機內的三維數(shù)據(jù)模型進行分層切片得到各層截面的輪廓數(shù)據(jù),計算機據(jù)此信息控制激光器(或噴嘴)有選擇性地燒結一層接一層的粉末材料(或者固化一層又一層的液態(tài)光敏樹脂,或者切割一層又一層的片狀材料,或者噴射一層又一層的熱熔材料或粘合劑)形成一系列具有一個微小厚度的的片狀實體,再采用熔結、聚合、粘結等手段使其逐層堆積成一體,便可以制造出所設計的新產品樣件、模型或模具。
SLS工藝又稱為選擇性激光燒結,由美國德克薩斯大學奧斯汀分校的C.R. Dechard于1989年研制成功。SLS工藝是利用粉末狀材料成形的。將材料粉末鋪灑在已成形零件的上表面,并刮平;用高強度的CO2激光器在剛鋪的新層上掃描出零件截面;材料粉末在高強度的激光照射下被燒結在一起,得到零件的截面,并與下面已成形的部分粘接;當一層截面燒結完后,鋪上新的一層材料粉末,選擇地燒結下層截面。
它可以在無需預備任何模具、刀具和工裝卡具的情況下,直接接受產品設計(CAD)數(shù)據(jù),快速制造出新產品的樣件、模具或模型。因此,RP技術的推廣應用可以大大縮短新產品開發(fā)周期、降低開發(fā)本錢、進步開發(fā)質量。由傳統(tǒng)的“去除法”到今天的“增長法”,由有模制造到無模制造,這就是RP技術對制造業(yè)產生的革命性意義。
SLS工藝最大的優(yōu)點在于選材較為廣泛,如尼龍、蠟、ABS、樹脂裹覆砂(覆膜砂)、聚碳酸脂(poly carbonates)、金屬和陶瓷粉末等都可以作為燒結對象。粉床上未被燒結部分成為燒結部分的支撐結構,因而無需考慮支撐系統(tǒng)(硬件和軟件)。SLS工藝與鑄造工藝的關系極為密切,如燒結的陶瓷型可作為鑄造之型殼、型芯,蠟型可做蠟模,熱塑性材料燒結的模型可做消失模