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工業(yè)化的LSF-V大型激光立體成形裝備

所謂數(shù)字化增材制造技術就是一種三維實體快速自由成形制造新技術，它綜合了計算機的圖形處理、數(shù)字化信息和控制、激光技術、機電技術和材料技術等多項高 技術的優(yōu)勢，目前學者們對其有多種描述。西北工業(yè)大學凝固技術國家重點實驗室的黃衛(wèi)東教授稱這種新技術為“數(shù)字化增材制造”，中國機械工程學會宋天虎秘書 長稱其為“增量化制造”，其實它就是不久前引起社會廣泛關注的“三維打印”技術的一種。西方媒體把這種實體自由成形制造技術譽為將帶來“第三次工業(yè)革命” 的新技術。

這種為現(xiàn)代社會帶來強大沖擊和震撼的新技術起源于1988年誕生的“快速原型制造”技術。

1988年，美 國3D System 公司推出的SLA-250液態(tài)光敏樹脂選擇性固化成形機，標志著快速原型技術的誕生。它采用一種立體光刻工藝，基于液態(tài)光敏樹脂的光聚合原理工作。通過一 束紫外激光束在偏轉(zhuǎn)鏡作用下掃描照射樹脂使其固化，逐層制造得到一個三維實體模型。

快速原型技術采用了一種全新的無模具自由成形原理來制造三維實體零件，這種新型成形技術改變了傳統(tǒng)的制造技術路線。

我們知道，現(xiàn)有的材料成形方法采用的是減材成形等三種技術路線。以機械加工為例，加工一個所需的零部件，人們通過不斷去除材料來獲得所需要的零件形狀； 熱加工的鍛造成形則是采用變形原理來成形金屬零件，也即使金屬材料在強大的機械壓力下改變形狀來獲得所需的零件；而鑄造、粉末冶金等方法采用的是“賦形+ 固化”的成形原理，也即先通過模具賦予液態(tài)或粉末狀的金屬材料以形狀，再通過冷卻凝固或高溫燒結(jié)的方法使材料固化來獲得具有所需形狀和強度的金屬零件?？?速原型技術的成形原理與這些傳統(tǒng)方法截然不同，它采用逐漸增加材料的方法成形零件。因為這種成形方法不需要模具，因而又被稱為實體自由成形技術或快速成形 技術。這里，“自由”和“快速”都是指不需要模具來成形，省去了十分冗長的制造模具過程和昂貴的模具制造成本。

立體光刻技術產(chǎn)生后即風 靡世界，很快就產(chǎn)生了許多不同技術類型的快速原型技術，如分層實體制造、選區(qū)激光燒結(jié)、三維打印、熔融沉積造型等。2008年全球領先的6家快速制造公司 銷售收入已達6.96億美元，占該行業(yè)總收入近60%。沃勒斯報告(2012)預計3D打印和增材制造領域的2015年銷售收入可達37億美元，2019 年可達65億美元。

我國學者迅速地跟進了這一世界新技術的熱潮，西安交通大學的盧秉恒院士、清華大學的顏永年教授、華中科技大學的王樹槐教授等是我國快速原型技術研究的先行者，并且都取得了卓著的成就。而黃衛(wèi)東在國內(nèi)首先創(chuàng)造性地發(fā)展的激光立體成形技術，把快速成形技術從制造“原型”發(fā)展到直接制造具有極高力學性能的致密金屬零件。