激光快速成（chéng）型（laser rapid prototyping：LRP）是將CAD、CAM、CNC、激光、精密伺服驅動和新材料等先進技術集成的一種全新（xīn）製造技術。與（yǔ）傳統製造方法相比，它具有原型的複（fù）製性、互換性高；製造工藝（yì）與製造原型的幾何形（xíng）狀無關；加工周（zhōu）期短、成本低等（děng）優勢，一般製造費用降低50%，加工周期縮短70%以上；高度技（jì）術集成，實現設計製造一（yī）體化。

近期發（fā）展的LPR主要（yào）有（yǒu）：立體光造型(SLA) 技（jì）術（shù）；選擇性激光燒結(SLS) 技術；熔絲堆積成形（FDM）技術；激光熔覆成形（LCF）技術；激光近形（LENS）技術（shù）；激光薄（báo）片疊層製造(LOM）技術；激（jī）光誘發熱應力成（chéng）形（LF）技術及三維印刷技術等。

一、立體（tǐ）光造形(SLA)技術

SLA技術又稱光固化快速成形技術，其原理是計算機控製激光（guāng）束對光敏樹脂為（wéi）原料的表麵進行逐點掃描，被掃描區域（yù）的樹脂薄層（約十分之幾毫米）產生（shēng）光聚（jù）合反應而固化（huà），形成零件的一個薄層。工（gōng）作（zuò）台（tái）下移一個（gè）層厚的（de）距離，以便固（gù）化好的樹脂表麵再敷上一層新的液態樹脂，進行下一層的掃（sǎo）描加工（gōng），如此反複，直（zhí）到整個原型製造完畢（bì）。由於光聚（jù）合反應是基於光的作用而不是基於熱的作（zuò）用，故在工（gōng）作時（shí）隻需功率較低（dī）的激光源。此外，因為沒有熱擴散（sàn），加上鏈（liàn）式反應能夠很好地控製，能保（bǎo）證聚合反應不發生在（zài）激光點（diǎn）之外，因而加工精度（dù）高，表麵質量好，原材料（liào）的利用（yòng）率（lǜ）接近100%，能製造形狀複雜（zá）、精細的零件，效率高。對於尺寸較大的零件，則可采（cǎi）用先分（fèn）塊成型，然後粘接的（de）方法進行製（zhì）作。

美國、日本、德國、比利時等都（dōu）投入了大量的人力、物力研究（jiū）該技術，並不斷有新產品問世。我國西安交通大學也研製成功了立體光造型機LPS600a。目前，全（quán）世界有10多家工廠生產該產品。

在汽車車身製造中的應用（yòng） SLA技術（shù）可製造出（chū）所需比例的精密鑄造模具，從而澆（jiāo）鑄出一定比例的車身金屬模（mó）型，利用此金屬模型可進（jìn）行風洞和碰撞等試驗，從而完成對車身最終評價，以決定其設計是否合理。美國克萊斯勒公（gōng）司已（yǐ）用SLA技術製成了車身模型，將其放在高速風洞中進行空氣動力學試（shì）驗分析，取得了令人（rén）滿意的效（xiào）果，大大節約了試驗費用（yòng）。

用於汽車發動機進氣管（guǎn）試驗。進（jìn）氣管內腔形（xíng）狀是由十分複雜的自由曲麵構成的（de），它對提高進氣效率、燃（rán）燒過程有（yǒu）十分重（chóng）要的影響。設計過程中，需要對不同的進氣管方案做氣道試驗，傳統的方法是用手工方法加工出由（yóu）幾十個截麵來描述的氣管木模或石膏模，再用砂模鑄造進氣管，加工中，木模工對圖紙的理解和（hé）本（běn）身的技術水平常導致零（líng）件與設計意圖的（de）偏離，有（yǒu）時這種誤差的影響是顯著的。使用數控加工雖然能較好地反（fǎn）映（yìng）出設計意圖，但其準備時間長，特別是幾何形狀複雜（zá）時更（gèng）是如此。英國rover公司使（shǐ）用快速成型技術生產進氣管的（de）外模及內腔（qiāng）模，取（qǔ）得（dé）了令人滿意的效果。

二、選擇性激光燒結（SLS）技術

SLS技術與SLA技（jì）術很相似，隻是用粉（fěn）末原料取（qǔ）代了（le）液態光聚合物，並以一定的掃描速度（dù）和能（néng）量作用於粉末材（cái）料。該技術具有原（yuán）材料（liào）選擇廣泛、多餘（yú）材料易於清理、應用（yòng）範（fàn）圍廣等優點，適用於原型及功能零件的製（zhì）造。在成形（xíng）過程中，激光工作參數以及粉末（mò）的特性和燒結氣氛是影響燒結成形質量的重要參數。

在汽車模具製造中應用。美國德克（kè）薩斯州立大學研究的SLS技術，已由美國dtm公司商（shāng）品（pǐn）化。目（mù）前該公司已研製出SLS2000係列（liè）第三代產品。該係統能燒結蠟、聚（jù）碳酸酯、尼龍（lóng）、金屬等各種材料。用該係統製造的鋼（gāng）銅合金注塑模具，可（kě）注塑5萬件工件。近年來基於RPM技術模具製造技術已從最（zuì）初的原型製造，發展到快速工模具製造，成為（wéi）國內外應用研究開發的重點。基於RPM的模具製造方法可分為直接（jiē）製模法和間接製模法。

直接（jiē）製模法是直接采（cǎi）用RPM技術製作模具，在RPM技術諸方（fāng）法中能夠直接製作金屬模具（jù）的是（shì）SLS法（fǎ）。用這種方法製造的（de）鋼製銅合金注射模，壽命可達5萬件以上。但此法在燒結過（guò）程中材料發生較大收縮，精度難以控製。

間接（jiē）製模法可（kě）分為（wéi）：

1、軟質簡易模具（jù）的製作。采用矽橡膠、金屬粉（fěn）環氧樹脂粉和低熔點（diǎn）合金等將原型準確（què）複製成模具，或對原（yuán）型進行表麵處理，用金屬噴塗法或物理蒸發沉（chén）積法鍍上一層熔點較低的合金來製作模（mó）具。這些簡易模具的（de）壽命為50~5000件，由於其製造成本低、周期（qī）短，特別適合於產品試製階段的小批量生產。

2、鋼質（zhì）模（mó）具的製作。將RPM技術與精密鑄造技（jì）術相結（jié）合，可實現金屬模的（de）快速製造。或（huò）者直接製造出複形精度較高的EDM電極，用於注塑模、鍛（duàn）模、壓鑄等（děng）鋼製模具型腔的加工。一個中（zhōng）等大小、較為複（fù）雜的電極一（yī）般4~8h即可完成，複形精度完（wán）全滿足（zú）工程要求。福特汽車公司用此技術製造汽車模具取得了滿意的效果（guǒ）。上海交通大學也已通過rp與精密鑄（zhù）造結合的方法為汽車及汽車輪胎等行業生產進口替代模具計（jì）80餘副。與傳統機（jī）加工法相比，快速模具製造的製（zhì）作成本及周期大大降（jiàng）低。我國每年需進口模具達8億多美元，主要是複雜模具和精密模具，因此，SLS技（jì）術在未來的汽車（chē）模具（jù）製造業中的應（yīng）用前（qián）景十分廣闊。

在汽車燈具製造上的（de）應用。汽車燈具大多數的（de）形狀是不規則的，曲麵複（fù）雜，模具製（zhì）造難度很大。通過快速成型技術，可以很快（kuài）得到精確的產品試（shì）樣，為（wéi）模具設計CAD和（hé）CAM提供了有利的參考。同時，也可以通過快速成型技術（shù），用熔模鑄（zhù）造的方法快速、高（gāo）精度（dù）地製造出燈具模具。

三、熔絲堆積成型（FDM）技術

FDM的材料一般是熱塑性（xìng）材料，如蠟、ABS、尼龍等（děng），以絲狀供料。材料在噴頭內被加（jiā）熱熔化，噴頭沿零件截麵輪廓和（hé）填充軌（guǐ）跡運（yùn）動，同時將熔化（huà）的材料擠出，材料迅速固化，並與周（zhōu）圍的材料粘結。

1、FDM工藝不用激光，因此使用、維護簡單，成本較低。

2、用蠟成形的零件原（yuán）型，可以直接用於失蠟鑄造。

3、用ABS製造的原型因具有較高強度而（ér）在產品設計、測試（shì）與評估等方麵得到廣泛應用（yòng）。

4、由於以FDM工藝為代表的熔融材料堆積成型具有一些顯著優點，該工藝發展極為迅速（sù）。

四、激光熔覆成型（lcf）技術

　　lcf技術的工作（zuò）原理與其他快速成型技術基本相同，也是通過對工作台數控，實現激光束對（duì）粉（fěn）末的掃描、熔覆，最終成型出所需形（xíng）狀的零件。研究（jiū）結果表明：零件切片方式、激光熔覆層厚（hòu）度、激光器輸出功率、光斑大小、光（guāng）強（qiáng）分布、掃描速（sù）度、掃描間隔、掃描方式、送粉裝（zhuāng）置、送（sòng）粉量及粉（fěn）末顆粒的大小等因素（sù）均對成形零件的精度和強度有影響。

與其他快（kuài）速成型技術的區別在於，激光熔覆成型能製成非常致密的金屬零件，其強度達到甚至超過常規鑄造或鍛造方法生產的零件（jiàn），因而具有良（liáng）好的應用（yòng）前景。

　　五、激光近（jìn）形（LENS）技術

　　LENS技術是將SLS技術和LCF技術（shù）相結合，並保持了這兩（liǎng）種技術的優點。選用的金屬粉末有三種形（xíng）式：

1、單一金屬；

2、金（jīn）屬加低（dī）熔點金屬粘結劑；

3、金屬加有機粘結（jié）劑。由於采用（yòng）的是鋪（pù）粉方式，所以不管使用哪種形（xíng）式的粉末，激（jī）光燒結後的金屬的密度較低、多孔隙、強度較低。要提高燒結零件強度，必須進行後處理，如浸滲樹脂、低熔點金屬，或（huò）進行熱等靜壓處理。但這些後（hòu）處理會改變金屬零件的精度。

六、激光（guāng）薄（báo）片疊層製造（LOM）技術

　　LOM技術是一種常用來製作模具的新（xīn）型快速成型技術。其原理是先用大功率激光（guāng）束切割金屬薄片，然後將多（duō）層薄片疊加，並使其形（xíng）狀逐漸發生變化，最終獲得所需原型的立體（tǐ）幾何形（xíng）狀。

LOM技術製（zhì）作衝模，其成本約比（bǐ）傳（chuán）統方法節約1/2，生產周期大大縮短。用來製作複合模、薄料模、級進模等，經濟效益也甚為顯（xiǎn）著。該技術在國外已經得到了廣泛的使用。

　　七、激光誘發（fā）熱應力成型（LF）技術

　　LF技術的原理是基於金屬熱脹冷縮的特性，即對材料進行不均勻加（jiā）熱，產生預定的塑性變形。該技術具有下列特點：

1、無模具成型：生產周期短、柔（róu）性大，特別適合單件小批（pī）量（liàng）或大型工（gōng）件的生產（chǎn）；

2、無外力成型：材料變形的根源在於（yú）其內部（bù）的熱應（yīng）力（lì）；

3、非接（jiē）觸式成型：成型精度高、無工模具磨損，可用於精密件的製造；

4、熱態累積成型：能夠成型常溫下的難變（biàn）形材料或高硬化指數金屬，而且能夠產生自冷硬化效果，使變形區材料的組織與性（xìng）能得以（yǐ）改（gǎi）善。

德國學者m.geiger及f.vollertsen等在（zài）激光成型與其他（tā）加工方法的（de）複合化（huà）加工等方麵進行了大量研（yán）究，目前該技（jì）術己被運用於汽車覆蓋件（jiàn）的柔性校平和其他異形件的成型等。