激光快速成型（laser rapid prototyping：LRP）是將CAD、CAM、CNC、激光、精密伺服驅動和（hé）新（xīn）材料等先進技術（shù）集成的一種全新製造技術。與傳統製造方法相（xiàng）比，它具有原型的複製性、互換性高；製造工藝與製造原型的幾（jǐ）何形狀無關；加工周期短、成本低等優勢，一般製造費用降低50%，加工周期縮短70%以上；高度技術集（jí）成，實（shí）現設計（jì）製造一體化。

近期（qī）發展的LPR主要有：立（lì）體光造型(SLA) 技術；選擇（zé）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（shù）；激光近形（LENS）技術；激光薄片疊層製造(LOM）技術；激光誘發熱（rè）應力成形（LF）技術及三維印刷技術等。

一、立體（tǐ）光（guāng）造形(SLA)技術

SLA技術又稱光（guāng）固化快速成形技術（shù），其原理是（shì）計算機（jī）控製激光束對光敏樹脂為原料的表（biǎo）麵進行逐點（diǎn）掃描，被掃（sǎo）描區域的樹脂薄（báo）層（約十分之幾毫米）產生光聚合反應而固化，形成零件的一個（gè）薄層。工作台下移一個層厚（hòu）的距離，以便固（gù）化好的樹脂表（biǎo）麵再敷上一層新的液態樹脂，進行下一層的掃描（miáo）加工，如此反複，直到整個原型製造完畢。由於光聚合反應是基於光（guāng）的作用而（ér）不是基於熱的作用，故在工作時隻需（xū）功率較低的激光源。此外，因為沒有熱擴散，加上鏈式反應能夠很好地控（kòng）製（zhì），能保證聚合反應不發生在（zài）激光點之外（wài），因而加工精度高，表（biǎo）麵質量好，原材料的利用率接（jiē）近100%，能製造形狀複雜、精細的零件，效率高。對於尺寸較大的零件，則可采用先分塊成型，然後粘接的方法進行製作。

美國、日本、德國、比利時等（děng）都投入了大量（liàng）的人（rén）力、物力研究該技（jì）術，並不斷有新產品問世。我國西安交通大學也（yě）研製成（chéng）功了立體光造（zào）型（xíng）機LPS600a。目前，全世界有10多家（jiā）工廠（chǎng）生產該產品。

在汽車車身製造（zào）中的應用（yòng） SLA技術可製（zhì）造出所需（xū）比例的精密鑄造模具，從而澆鑄出一（yī）定比例的車身金屬模型，利用此金屬模型可進行風洞和碰撞（zhuàng）等試驗，從（cóng）而完成對（duì）車（chē）身最（zuì）終評價，以決定其設計是否合理。美國克萊斯勒公司已（yǐ）用SLA技術（shù）製成（chéng）了車身模（mó）型，將其放在高速風洞中進行空氣動力學試驗分析，取得了令人滿意的效果，大大節約（yuē）了試驗費用。

用（yòng）於汽車發動（dòng）機進氣管試驗。進氣管內腔形狀（zhuàng）是由十分複雜（zá）的（de）自由曲麵構成（chéng）的，它對提高進氣效率、燃燒過程有十分重要的影響。設計過程中，需要（yào）對不同的進氣管方案做（zuò）氣道試驗，傳統的方法是用手工方法加工出由幾（jǐ）十個截麵來描述的氣管木模或石膏模，再用砂模鑄（zhù）造進氣管，加工（gōng）中，木模工對圖紙的理解和本身（shēn）的技術水平常導（dǎo）致零件與設計意圖的偏離，有時這種誤差的影（yǐng）響是顯著（zhe）的。使用數（shù）控加工雖（suī）然能較好地反映（yìng）出設計意圖，但其準備時間（jiān）長，特別是幾何形狀複雜時更是（shì）如此。英國rover公司使用快速成（chéng）型技術生產進氣管的外模及內腔模，取得了令（lìng）人滿意的效（xiào）果。

二（èr）、選擇性激光燒結（SLS）技術

SLS技（jì）術與SLA技術很相似，隻是（shì）用粉末原料取代了液態光聚合物，並以一定的掃描速度（dù）和能量作用於粉（fěn）末材料。該技術具有原材料選擇廣（guǎng）泛、多餘材料易（yì）於清理、應用範圍廣（guǎng）等優點，適（shì）用於原型（xíng）及功能零件的製造（zào）。在成（chéng）形過程中，激光工作參數以及粉末的特性和燒（shāo）結（jié）氣氛是影響燒結（jié）成形質量的重要（yào）參數。

在汽車模具製造中應用。美國德（dé）克薩斯州立（lì）大學研究的（de）SLS技術，已由美國dtm公（gōng）司商品（pǐn）化（huà）。目前該公司已研製出SLS2000係列第三代產品。該係統能燒結蠟、聚碳酸酯、尼龍、金屬等各種材料。用該係統製造的鋼（gāng）銅合金注塑（sù）模具，可注塑5萬件工件。近年（nián）來基（jī）於RPM技術模具製造技術已（yǐ）從最初的原型（xíng）製造，發展到快速工模具製造，成為國內外（wài）應用研（yán）究開發的重點。基於RPM的模具製造方法可分為直（zhí）接製（zhì）模法和間接製模法。

直接製模法是直接（jiē）采用RPM技術製作模具，在RPM技術諸方法中能夠直（zhí）接製作金屬模具的是SLS法。用這種方法製造（zào）的鋼製銅合金注射模，壽命可達5萬件以上。但此法（fǎ）在燒結過程中材料發生較大收（shōu）縮，精（jīng）度難以控製。

間接製模法可分為：

1、軟質簡（jiǎn）易模具的製作。采用矽橡膠、金（jīn）屬粉環氧樹脂粉和低熔點合金等將原型準確複（fù）製成模具，或對原型進行表麵處理（lǐ），用金（jīn）屬噴塗法或物理蒸發沉積法鍍上一層熔點（diǎn）較低的合（hé）金來製作模具。這些簡易模（mó）具的壽命（mìng）為50~5000件，由於其製造成本低、周期短，特別適合於（yú）產品試製階段（duàn）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（zào）技術相結合，可實現（xiàn）金屬模（mó）的快速製（zhì）造。或者直接製造出複形（xíng）精度較高的EDM電極，用於注塑模、鍛模、壓（yā）鑄等鋼製模具型腔的加工（gōng）。一個中等大小、較為複雜（zá）的電極一般4~8h即可完成（chéng），複形精度完全滿足工程要求。福特（tè）汽車公司用此（cǐ）技術製（zhì）造汽車模具取得了滿意的效果。上海交（jiāo）通大學（xué）也已通過rp與精密鑄造結合的（de）方法為汽車及汽車輪胎等（děng）行業生產進口替代模具計80餘副（fù）。與傳統機加工法相比，快速模具製造（zào）的（de）製作成本及周（zhōu）期大大降低。我國每年需進口模具達8億多美（měi）元（yuán），主要是（shì）複雜模具和精密模具，因此，SLS技術在未來的汽車模具製造業中的應用前景十分廣闊。

在（zài）汽車燈具製造上的應（yīng）用。汽車燈具大多數的形狀是不規則的，曲麵（miàn）複雜，模具製造難度（dù）很大。通過快速成型技術，可以很快得到精確的產品試樣，為模具設計CAD和CAM提供了（le）有利的參考。同時，也（yě）可以通過快速成型技（jì）術，用熔模（mó）鑄造的方法快速、高精度（dù）地製（zhì）造出燈具模具。

三、熔（róng）絲堆積成型（FDM）技術

FDM的材料一般是熱塑性材（cái）料，如蠟、ABS、尼龍等（děng），以絲狀供料。材料在噴頭（tóu）內被加熱熔化，噴頭沿零件（jiàn）截麵輪（lún）廓和填充軌（guǐ）跡運動，同時將熔化的材（cái）料擠出，材料迅速固化，並與周圍的（de）材料粘結。

1、FDM工藝不用激光，因此使用、維護（hù）簡單，成本較低。

2、用（yòng）蠟成形的零件原型，可以直接用於失蠟鑄造。

3、用ABS製造的原型因具有較高（gāo）強度而在產品設計、測試與評估（gū）等方麵得到廣泛應用。

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

四、激光熔覆成型（lcf）技術

　　lcf技術的工作原理（lǐ）與其他快速成型技術基本（běn）相（xiàng）同，也是通過對（duì）工作（zuò）台數控，實現激光束對粉末的掃描、熔覆，最終成型出所需形狀的零件。研究結（jié）果表明（míng）：零件切片方式、激光熔覆層（céng）厚度、激光器輸出功率、光斑大小（xiǎo）、光（guāng）強分布、掃描速度（dù）、掃（sǎo）描間隔、掃（sǎo）描方式、送（sòng）粉（fěn）裝置、送粉量及（jí）粉末顆粒的大小等因素均（jun1）對成形零件（jiàn）的精度和強（qiáng）度有影響（xiǎng）。

與（yǔ）其他快速成型技術的區別在於，激光熔覆（fù）成型能製成非常致密的金屬（shǔ）零件，其強度達到甚至超過常規（guī）鑄造或鍛造方（fāng）法生產的（de）零件，因而具有（yǒu）良好的應（yīng）用前景。

　　五、激光近形（xíng）（LENS）技術

　　LENS技術是將SLS技術和LCF技術相結合，並保持了這（zhè）兩種技術的優點。選用的金屬粉（fěn）末有（yǒu）三種形式：

1、單一金屬；

2、金屬加（jiā）低熔點金屬粘結（jié）劑；

3、金屬加有機粘結劑。由於采用的是鋪粉方式，所以不（bú）管使用哪種形式的粉末，激光燒結後（hòu）的（de）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（dī）熔點金屬，或（huò）進行熱等靜壓處理。但這些（xiē）後處理會改變金屬零件的精度。

六（liù）、激光薄片疊層製造（LOM）技術

　　LOM技術（shù）是一種常用來製作模具的新型快速成型技術。其原理是先用（yòng）大（dà）功率激光束（shù）切割金屬薄片，然後將多層薄（báo）片（piàn）疊加，並使其形狀逐漸發生變化，最終獲得所需原型的立（lì）體幾何形狀。

LOM技術製（zhì）作衝模，其成本（běn）約比傳（chuán）統方法（fǎ）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（jīng）濟效益（yì）也甚為顯（xiǎn）著。該技術在國外已經得到了廣泛的使用。

　　七、激光誘發熱應力成型（LF）技術

　　LF技術（shù）的原理（lǐ）是基於金（jīn）屬熱脹冷縮的特性，即對材料（liào）進行不均勻加熱，產生預定的塑性變形。該（gāi）技術具有（yǒu）下列特點：

1、無模具成型：生產周期（qī）短、柔性大，特別適合單件小批（pī）量或大型（xíng）工件（jiàn）的生產；

2、無（wú）外力（lì）成型：材（cái）料變形的（de）根源在於其內部的熱應力；

3、非（fēi）接觸式成型：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（néng）夠成型常溫下（xià）的難變形（xíng）材料或高（gāo）硬化（huà）指（zhǐ）數金屬（shǔ），而且能夠產生自冷硬（yìng）化效果，使變（biàn）形區材料的組織與性能得以改善。

德國學者（zhě）m.geiger及f.vollertsen等在激光成型與其他（tā）加工（gōng）方法的複合化加工等方麵進行了大量研究，目前該技術己被運用於汽車覆蓋件的柔性（xìng）校平和其他異形件的成型等。