小批量快速成型

天津博瑞展快速成型技术有限公司，创建于2001年，位于天津市北辰区高新科技园区，厂区占地面积约10000平方米，靠近机场，是一家以产品模型设计制造为核心，以提供*技术服务为经营宗旨的**模型设计制造企业。
选择性激光烧结(以下简称SLS)技术初是由美国德克萨斯于1989年在其硕士中提出的。后美国公司于1992年推出了该工艺的商业化生产设备Sinter Sation。几十年来，在SLS领域做了大量的研究工作，在设备研制和工艺、材料开发上取得了丰硕成果。德国公司在这一领域也做了很多研究工作，并开发了相应的系列成型设备。
国内也有多家单位进行SLS的相关研究工作，也取得了许多重大成果，如研制的RAP-I型激光烧结快速成型系统和开发的AFS一300激光快速成型的商品化设备。
选择性激光烧结是采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。
SLS快速成形整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成，工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升，由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺上新粉.控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。后，将未烧结的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。对于金属粉末激光烧结，在烧结之前，整个工作台被加热至一定温度，可减少成型中的热变形，并利于层与层之间的结合。
与其它快速成型(RP)方法相比，SLS**的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说，任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前，可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS*设计和制造复杂的支撑系统，所以SLS的应用越来越广泛。

SLS快速成型技术是非常年轻的一个制造领域，在许多方面还不够完善，如目前制造的三维零件普遍存在强度不高、精度较低及表面质量较差等问题。SLS快速成型工艺过程中涉及到很多参数(如材料的物理与化学性质、激光参数和烧结工艺参数等)，这些参数影响着烧结过程、成型精度和质量。零件在成型过程中，由于各种材料因素、工艺因素等的影响，会使烧结件产生各种冶金缺陷(如裂纹、变形、气孔、组织不均匀等)。
粉末材料的对金属粉末成型影响，粉末材料的物理特性，如粉末粒度、密度、热膨胀系数以及流动性等对零件中缺陷形成具有重要的影响。粉末粒度和密度不仅影响成型件中缺陷的形成，还对成型件的精度和粗糙度有着显著的影响。粉末的膨胀和凝固机制对烧结过程的影响可导致成型件孔隙增加和抗拉强度降低。
工艺参数的对金属粉末成型的影响，激光和烧结工艺参数，如激光功率、扫描速度和方向及间距、烧结温度、烧结时间以及层厚度等对层与层之间的粘接、烧结体的收缩变形、翘曲变形甚至开裂都会产生影响。上述各种参数在成型过程中往往是相互影响的，研究表明降低扫描速度和扫描间距或激光功率可减小表面粗糙度，但扫描间距的减小会导致翘曲趋向。
因此，在进行化设计时就需要从总体上考虑各参数的优化，以得到对成型件质量的改善为有效的参数组。目前制造出来的零件普遍存在着致密度、强度及精度较低、机械性能和热学性能不能满足使用要求等一些问题。
这些成型件不能作为功能性零件直接使用，需要进行后处理(如热等静压HIP、液相烧结LPS、高温烧结及熔浸)后才能投人实际使用。此外，还需注意的是，由于金属粉末的SLS温度较高，为了防止金属粉末氧化，烧结时必须将金属粉末封闭在充有保护气体的容器中。

快速成型制造技术，英文：RAPID PROTOTYPING，简称RP技术； 是二十世纪九十年代发展起来的一项制造技术，对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。
外观设计很多产品特别是家电产品和汽车等对外形的美观和新颖性要求较高。传统检验外形的方法是将产品图形显示于计算机终端，但经常发生“画出来好看而做出来不好看”的现象。采用RP技术可以很快做出原型，供设计人员和用户审查，使得外形设计及检验更直观有效快捷。
设计检查以模具制造为例，传统的方法是根据几何造型在数控机床上加工，这对于一个数十万乃至数百万元的复杂模具来说风险太大，设计上任何不慎反映到模具上就是不可挽回的损失。RP方法可在开模前真实而准确地制造出零件原型，设计上的各种细微特征和错误就能在模型上一目了然地显示出来，这就减少了修模和开模风险。
功能测试设计者可以利用原型快速进行功能测试以判明是否地满足设计要求，从而优化产品设计。如风扇、风鼓等的设计，可获得的扇叶曲面、噪音的结构等。
可触摸性通过原型，人们能触摸和感受实体，这对照相机、手握电动工具的外形设计较为重要，这一点在人机工程应用方有广泛的意义。
装配干涉检验在有限空间内的复杂系统，对其进行装配干涉检验是较为重要的。原型可以用来做装配模拟，观察工件之间如何配合、如何相互影响。如汽车发动机上的排气管，由于安装关系较其复杂，通过原型装配模拟可以一次成功地完成设计。

如何对患者的手术方案进行个体化设计，提高三踝骨折的手术效果，是本研究的目的。我院自2007年3月起将计算机手术设计与快速成型技术应用于，为三踝骨折提供新的定量化和可视化手段。
经AFS激光快速成型机，采用选区激光烧结(SLS)模式，利用计算机三维立体模型经过分层处理给出的路径，控制激光束逐点、逐线、逐面烧结固化再层层叠加，快速制作出患者三踝骨折个体化标本。A组患者在计算机模拟手术复位，了解三踝骨折骨折块复位方式及移动距离、旋转角度的基础上，在三踝骨折个体化标本上进行预手术，内容包括三踝骨折块的对合与复位，腓骨1/3管状钢板或解剖型钢板手术前塑型，内踝、后踝或外踝松质骨螺钉进钉位置与角度的设计等。
利用患者个体化标本可显示立体的全面的骨折线走行及骨折移位程度、骨折块大小、关节面损伤状况以及隐匿的撕脱骨折块，为制定术前计划、选择内固定物提供详细的依据。这样既可减少术中骨折范围的剥离程度，又可缩短手术时间，明显提高手术，减少术后感染，有利于骨折的早期愈合。
可以预见将来功能更加强大的计算机快速成型技术和软件能够自动从CT或MRI数据中提取特征参数或重要几何细节，直接产生三踝骨折个体化模型。在三踝骨折个体化模型的帮助下可以无创检查体内组织，诊疗方案的制定和定量手术的模拟。毫无疑问，计算机技术对三踝骨折的研究和将产生不可估量的影响。
公司的业务已经扩展到了航空、航天、汽车、家电、等领域。所提供的服务也已经扩展到了精密检具、夹具、自动化改造的设计及制造等方面。博瑞展快速成型科技有限公司正在将这项优良的技术服务于更加广泛的客户群体。
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