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各種快速成型的優點及缺點

點擊:725 日期:2016-11-13

1.光固化成型(SLA)
優點:
(1) 尺寸精度高。SLA原型的尺寸精度可以達到±0.1mm
(2) 表面質量好。雖然在每層固化時側面及曲面可能出現臺階,但上表面仍可以得到玻璃狀的效果。
(3) 可以制作結構十分復雜的模型。
(4) 可以直接制作面向熔模精密鑄造的具有中空結構的消失型。
缺點:
(1) 尺寸的穩定性差。成型過程中伴隨著物理和化學變化,導致軟薄部分易產生翹曲變形,因而極大地影響成型件的整體尺寸精度。
(2) 需要設計成型件的支撐結構,否則會引起成型件的變形。支撐結構需在成型件未完全固化時手工去除,容易破壞成形性。
(3) 設備運轉及維護成本高。由于液態樹脂材料和激光器的價格較高,并且為了使光學元件處于理想的工作狀態,需要進行定期的調整和維護,費用較高。
(4) 可使用的材料種類較小。目前可使用材料主要為感光性液態樹脂材料,并且在太多情況下,不能對成型件進行抗力和熱量的測試。
(5) 液態樹脂具有氣味和毒性,并且需要避光保護,以防止其提前發生聚合反應,選擇時有局限性。
(6) 需要二次固化。在很多情況下,經過快速成型系統光固化后的原型樹脂并未完全被激光固化,所以通常需要二次固化。
(7) 液態樹脂固化后的性能不如常用的工業塑料,一般較脆,易斷裂,不便進行機加工。

2.分層實體制造(LOM)
優點:
(1) 成型速度較快。由于只需要使用激光束沿物體的輪廓進行切割,無須掃描整個斷面,所以成型速度很快,因而常用語加工內部結構簡單的大型零件。
(2) 原型精度高,翹曲變形小。
(3) 原型能承受高達200攝氏度的溫度,有較高的硬度和較好的力學性能。
(4) 無需設計和制作支撐結構。
(5) 可進行切削加工。
(6) 廢料易剝離,無須后固化處理。
(7) 可制作尺寸大的原型。
(8) 原材料價格便宜,原型制作成本低。
缺點:
(1) 不能直接制作塑料原型。
(2) 原型的抗拉強度和彈性不夠好。
(3) 原原型易吸濕膨脹,因此,成型后應盡快進行表面防潮處理。
(4) 原型表面有臺階紋理,難以構建形狀精細、多曲面的零件,因此,成型后需進行表面打磨。

3.選擇性激光燒結(SLS)
優點:
(1) 可以采用多種材料。從理論上說,任何加熱后能夠形成原子間粘結的粉末材料都可以作為SLS的成型材料。
(2) 過程與零件復雜程度無關,制件的強度高。
(3) 材料利用率高,為燒結的粉末可重復使用,材料無浪費。
(4) 無須支撐結構。
(5) 與其他成型方法相比,能生產較硬的模具。
缺點:
(1) 原型結構疏松、多孔,且有內應力,制作易變性。
(2) 生成陶瓷、金屬制件的后處理較難。
(3) 需要預熱和冷卻。
(4) 成型表面粗糙多孔,并受粉末顆粒大小及激光光斑的限制。
(5) 成型過程產生有毒氣體及粉塵,污染環境。

4.熔融沉積制造(FDM)
優點:
(1) 成本低。熔融沉積造型技術用液化器代替了激光器,設備費用低;另外原材料的利用效率高且沒有毒氣或化學物質的污染,使得成型成本大大降低。
(2) 采用水溶性支撐材料,使得去除支架結構簡單易行,可快速構建復雜的內腔、中空零件以及一次成型的裝配結構件。
(3) 原材料以材料卷得的形式提供,易于搬運和快速更換。
(4) 可選用多種材料,如各種色彩的工程塑料ABS、PC、PPS以及醫用ABS等。
(5) 原材料在成型過程中無化學變化,制件的翹曲變形小。
(6) 用蠟成型的原型零件,可以直接用于熔模鑄造。
缺點:
(1) 原型的表面有較明顯的條紋。
(2) 沿著成型軸垂直方向的強度比較強。
(3) 需要設計和制作支撐結構。
(4) 需要對整個截面進行掃描涂覆,成型時間較長。
(5) 原材料價格昂貴。

5.三維打印(3DP)
優點:
(1) 成型速度快,成型材料價格低,適合做桌面型的快速成型設備。
(2) 在粘結劑中添加顏料,可以制作彩色原型,這是該工藝最具競爭力的特點之一。
(3) 成型過程不需要支撐,多余粉末的去除比較方便,特別適合于做內腔復雜的原型。
缺點:強度較低,只能做概念型模型,而不能做功能性試驗。
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