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2010国际农业工程大会论文集
激光烧结快速成型技术在泵制造中的应用
刘卫伟见文魏培茹王秀光

（上海东方泵业（集团）有限公司，上海，201906）
摘要:激光烧结是20世纪80年代末出现的一种快速成型工艺。本文基于HRPS-Ⅳ快速成型系统介
绍了激光烧结快速成型技术原理，并结合泵零件的快速成型的实践积累，重点剖析了其关键工艺技术，同
时阐述了该技术与传统精密铸造技术的组合应用。
关键词:快速成型；激光烧结；后处理；铸造
RapidPrototypingforPumpManufactureBasedonSelectiveLaser
Sintering
LiuWei-weiJianWenWeiPei-ruWangxiu-guang
(ShanghaiEastPump(Group)Co.,Ltd.Shanghai201906,China)
Abstract
SelectiveLaserSinteringisanewrapidprototypingtechnologyinventedinthe1980s.Inthepaper,the
principleofSLSisintroduced,aswellasthepost-treatmenttechnologiesderivedfrompracticeofpumpparts
rapidprototypingonthemachine－HRPS-Ⅳ,andtheapplicationincasting.
Keywords：Rapidprototyping,SelectiveLaserSintering,Post-treatment,Casting
引言

在现代市场经济全球一体化背景下的今天，企业要在竞争日益激烈的市场经济中掌握先机，占据有利
地位，需要有技术和产品上的创新，把握并引导市场的发展方向。与此同时，对于市场的需求，企业需要
做出快速的响应。而目前大多数水泵企业都是用传统的方法来开发新产品，产品研发的周期比较长，更难
以实现小批量、多品种、改型快的要求。
激光烧结快速自动成型技术[1~3]是近年来发展起来的直接根据CAD模型快速生产样件或零件的成组技
术总称。它集中了计算机辅助设计和制造技术、激光技术和材料科学技术，是先进制造技术的重要组成部
分。随着越来越多的水泵企业引进快速成型系统，在降低新产品开发和生产成本、缩短研发周期、提高市
场快速响应能力等方面起到了积极的作用，从而保持了强大的市场竞争力。
1HRPS-Ⅳ快速成型系统在泵制造中的工艺技术
1.1系统原理
我公司选用的是华中科技大学武汉滨湖机电技术产业有限公司生产的HRPS-Ⅳ快速成型系统。该设备
采用激光烧结快速自动成型技术，其基本工作原理[4,5]是离散与堆积，在使用该技术时，设计者首先借助现
有的主流三维设计软件或者通过逆向工程所采集的几何数据，建立一个产品的三维模型，这是完成快速成
型制造的一项基本条件。然后导出相应的STL文件格式输入快速成型机当中，再从STL文件“切”出设定
厚度的一系列片层，或者直接从CAD文件切出一系列的片层，这些片层按次序累积起来便是所设计零件
的原型件。部件完成后，再经过必要的后续处理，使完成的部件在性能、形状尺寸、外观等方面达到设计
要求。应用激光烧结快速自动成型技术来进行产品制造，可以忽略产品部件的外形复杂程度(这也是与传统

机械加工方式制造产品的最大区别之一)，原材料的利用率接近100%，制造精度可达±0.2mm200mm。

如图1所示，整个成型过程是在成型活塞筒内完成，在成型活塞筒的一侧有一个供粉活塞筒。成型步
骤如下：

作者简介：刘卫伟，上海东方泵业（集团）有限公司，201906上海市
10-78
2010国际农业工程大会论文集

图1HRPS-Ⅳ设备原理和外观
HRPS-Ⅳ设备使用的材料（PSB）是一种粉末状的高分子材料，粉粒直径为50-125靘。零件制作时，
首先供粉活塞上移一定量，铺粉滚轮将粉末均匀地铺在加工平面上。激光器发出激光，计算机控制激光器
的开关及扫描器的角度，使得激光束以一定的速度和能量密度在加工平面上扫描。激光器的开与关以及扫
描器的角度是与待成型的零件的片层的第一层信息相关。激光束扫过之处，粉末烧结成一定厚度的片层，
未扫过的地方仍然是松散的粉末，这样零件的第一层就制造出来了。这时，成型活塞下移一定距离，这个
距离等于待成型零件的切片厚度，而供粉活塞上移一定量（上移的量与模型的切出的片层厚度有关，一般
是略大于片层厚度）。铺粉滚轮再次将粉末铺平后，激光束依照零件的片层的第二层信息加工。激光扫过
之后，所形成的第二个片层也烧结在第一层上，如此反复，一个三维实体就叠加制造出来了。[6~8]
在上述原型件的制作过程中，有几项设