快速成型（Rapid Prototyping）技能是20世纪80年代开展起来的一种新式制作技能。与传统的切削加工不同，RP选用逐层资料累加法加工实体模型，故也称为增材制作（AdditiveManufacturing，AM）或分层制作技能（Layered Manufacturing Technonogy，LMT）。RP是计算机技能、数控技能、资料科学、激光技能、机械工程技能集成的结晶。RP概念能够追溯到1892年美国的一项选用层合方法制作三维地图模型的zhuanli技能。1979年，日本东京大学出产技能研讨所的中川威雄教授发明晰叠层模型造型法，1980年小玉秀男又提出了光造型法。SLA方法由Chuck Hull于1986年获美国zhuanli。1988年，美国3D Systems公司率先推出了世界上第一台商用快速成型体系——光固化成型SLA-1，并以30%～40%的年销售增长率在世界商场出售。

1. SLA工艺简介

   光固化成型技能又称立体光刻造型技能（Stereo Lithography Appearance，SLA）。它首要选用液态光敏树脂原料，经过3D规划软件（CAD）规划出三维数字模型，利用离散程序将模型进行切片处理，规划扫描途径，按规划的扫描途径照耀到液态光敏树脂外表，分层扫描固化叠加成三维工件原型。

   光固化成型技能是基于液态光敏树脂的光聚合原理作业的。这种液态资料在必定波长和强度的紫外光（如入=325nm）的照耀下能敏捷发生光聚合反应，分子量急剧增大，资料也就从液态转变成固态。液槽中盛满液态光固化树脂，激光束在偏振镜效果下在液态树脂外表进行扫描，光点照耀到的地方，液体就固化。成型开端时，作业渠道在液面下一个确定的深度，聚集后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描固化。当一层扫描完结后，未被照耀的地方仍是液态树脂，然后升降台带动渠道下降一层高度，刮板在已成型的层面上又涂满一层树脂并刮平，然后再进行下一层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制作结束，得到一个三维实体模型。

具体的作业进程如下：

1）将液态的光敏树脂资料注满打印池。

2）打印平板升起，直到距离液体外表一个层厚的位置时停下。

3）水平刮板沿固定方向移动，将液体外表刮成水平面。

4）激光器生成激光束，经过透镜进行聚集后照耀在偏振镜上，此刻偏振镜根据切片截面途径自动发生偏移，这样光束就会持续地依照模型数据有挑选性地扫描在液面，由于树脂的光敏特性，被照耀到的液态树脂逐渐固化。武汉3D打印机

5）在固化完结后，打印平板自动下降一个固定的高度（一个层厚），水平刮板再次将液面刮平，激光再次照耀固化，如此重复，直至整个模型打印完结。

光固化成型技能的优点是精度高，能够表现准确的外表和滑润的效果，精度能够到达每层厚度0.05~0.15mm。其缺陷则为能够运用的资料有限，而且不能多色成型。

2. SLA技能的最新开展

当前SLA技能的开展首要体现在以下几个方面：

（1）软件技能

   跟着越来越多的原型要在快速成型机上加工，RP数据处理软件的功能在进步作业功率、确保加工精度等方面变得越来越重要。由于尽管快速成型机的加工进程是自动进行，不需要人工干预，但RP的数据处理却要由人来完结，特别是由于现在通行的STL文件总存在这样那样的问题。模型制作当操作员手中有很多的原型要在短时间内加工出来时，数据处理就成了瓶颈，而且稍有疏漏，可能会导致一批零件的加工失利。数据处理应具有如下基本功能：①STL文件的修补：②多个加工文件的定位、定向；③支撑规划；④切片操作。成型机出产厂商自己开发的数据处理软件已很难满足要求，一些通用的RP软件应运而生，其间最著名的是比利时Materialise公司开发的Magics RP。

（2）激光技能的前进使成型速度大幅度提升

   RP技能走出实验室后，就必须不断进步成型速度，才干逐渐符合“快速”二字。从设备的角度而言，激光功率是影响成型速度的首要因素。光固化的成型速度一般用每小时成型的原型重量来衡量。初期选用325nm的氦镉激光器的光固化成型设备激光功率较低（50mW左右），一般的成型速度在20- 30g/h之间。351nm的氯离子紫外激光器尽管能输出较高功率的激光，但却有体积大、对水、电需求严格等缺陷。现在，作业波长为355nm的半导体泵浦固体激光器（DPSS）的开展敏捷改变了这种情况，成为光固化快速成型体系的理想光源。新式的半导体泵浦固体紫外激光器输出功率在100mW以上，乃至超过1W，扫描速度接近了偏振镜扫描体系的极限，然后使成型速度进步一倍以上，到达50～100g/h。固体激光器模型制作的另一个优点是寿命大大增加，可接近或超过10000h，而且激光器的再生费用也较低，然后大大下降了设备的运用本钱。本钱更低、稳定性更高、运用寿命更长是对紫外固体激光器开展的要求。

3. SLA技能的开展趋势

   由于快速成型符合加工进程数字化这一潮流，因此从长期来讲，它必将从原型的加工转变成产品的加工，并可能成为未来一个首要的3D打印加工手法。在未来的几年内，3D打印设备技能会呈现一个相对的平稳阶段，开展首要体现在出产功率的进步和资料的改进上。跟着人们对RP的不断了解，各种RP工艺将会在最合适自己的领域内发挥自己的效果。作为RP百花园中的一朵“奇葩”，光固化成型以其超卓的精度，在非金属资料的高端快速成型领域内将持续领先。

   现在，光固化成型3D打印机占有着RP设备商场的较大份额。中国在20世纪90年代初就开端了对SLA快速成型的研讨，经过近十余年的开展，取得了长足的开展，国产快速成型机在国内商场的拥有量已超过了进口设备，而且其性价比和售后服务优于进口设备。