材料在添加法生产中的作用

钱王射潮

随着新材料的发展，原型快速成型（RP）技术的功能正在不断地扩大。
立体平版印刷技术（SL）是最古老的、而又是应用最广泛的原型快速成型（RP）技术之一。目前，可选用的商用SL树脂达40多种，而立体平版印刷技术也确实是一种通用的技术，可以为任何RP技术中的各种大小和尺寸的零件提供最高的精度和最好的表面质量。
3 ?% M: R$ V7 n: p9 V对于任何RP技术而言，立体平版印刷技术的多功能性取决于设备的能力和所提供的材料。一般来说，所提供的材料范围越广，该技术的应用范围也就越广。
在过去的几年中，由多家供货商开发的SL树脂，其品种和范围在不断地增加，包括具有不同物理性能的材料，它们类似于热工程塑料，例如像聚丙烯、ABS材料和聚碳酸酯。这些材料让SL的应用范围不断扩大，从最初创建概念化模型和母模，发展到创建功能性或配合/组装式模型，甚至代替了低批量生产应用领域中使用的铸造尿烷材料或注塑模压件。
; m) Y3 G- f4 C+ c; h' J此外，还开发了高度先进的合成树脂，它使SL技术的发展进入到了快速工具成型领域，为使用加工技术和立体平版印刷技术操作的机加工车间节约了大量的时间和费用。
6 {( T9 |( U  V! u7 }1 k4 b巨大突破
. [8 S, M* Z5 T将立体平版印刷技术与选择性激光烧结（SLS）技术和熔融沉积制模（FDM）法进行比较。显然，采用SL技术可以生产出表面质量最好和精度最高的零件。然而，对于最终的使用而言，它要求产品具有高度的耐用性。直到最近，SLS技术和FDM技术才显示出比SL技术优越的一面，因为前两种技术应用了工程塑料，它们的韧性超过了SL树脂。
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5 Z* Q, }* ]$ N9 V1 w图1  一种耐用性极高的SL树脂材料，其生产的零件细节复杂，精度极高
) q0 a" l9 C6 o5 m9 a然而，现在随着高耐用性SL树脂材料的引进，SL与其他两种方法之间的差别已经做了重新调整。这些高耐用性的树脂材料集中了各方面的特性。它们的物理特性接近于通过SLS或FDM工艺（见图1）生产的其他工程塑料。
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图2  SL具有高精度和类似于烧结状态的耐用特性
由于SL所具有的精度和烧结状的耐用特性，凡是在传统上使用铸造尿烷材料的应用领域，或者在某些情况下使用SLS或FDM技术的应用领域，也将这些树脂材料作为它们的应用目标。采用SL与耐用性树脂相结合的优点是：设计工程师可以获得一个较快的周转时间来生产耐用性零件，这种零件与SLS或FDM生产技术相比具有更高的精度和表面质量（见图2）。
合成树脂扩大SL功能
" @* L9 u) I* F- e含有高填充合成物材料的专业化SL树脂正在不断地发展，它的发展扩大了SL的功能，特别是需要高刚性、高精度和热偏差温度等重要特性的应用领域。由于其模数特性可以达到11 000MPa的水平，其线性收缩率低于0.001in（1in=25.4mm），因此这些高填充材料为快速模具成型打开了大门。
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新一代纳米复合材料，含有大量的非结晶体纳米填充颗粒，其弯曲模数达10 500MPa，热偏差温度为260°C（在0.46 MPa压力下，热态后固化处理以后），线性收缩率