快速成型技术是以液态光敏聚合物(环氧树脂或/和丙烯酸树脂等)为原料，采用紫外线激光扫描分层成型实体的方法。立体平板印刷设备(StereoLithographyApparatus，简称SLA)是快速成型技术应用的重点设备之一，具有制作精度和原材料利用率高的特点，可用于制造形状复杂的高精度实体。本工作探讨SLA快速成型技术在室温硫化硅橡胶(RTV硅橡胶)密封件制造中的应用。
1 技术原理
SLA快速成型分为三步:前处理、分层叠加自由成型和后处理。前处理是根据用户提供的图纸或实物进行成品的CAD设计，即三维建模，如有可能，还可对实物进行光学扫描或CT扫描，直接得到成品的三维模型，然后输出STL格式的三维模型文件(三角面片文件)，并在此基础上进行分层(厚度为0.05~0.5 mm)切片处理和支撑编辑处理(类似添加加工夹具，但支撑件与模具同时成型)。
分层叠加自由成型是快速成型的核心，包括切层制作与切层叠合，其原理如图1所示。具体过程是:紫外线激光对CAD设计的各分层截面逐点扫描，使被扫描区域的树脂薄层产生光聚反应而交联固化;当该薄层固化后，工作台向下移动，在刚刚固化的树脂表面布放新的液态树脂层，同时刮刀进行水平往复运动，使液面保持水平，再进行新一层的扫描固化;新固化的树脂层牢固地粘合在前一固化层上，如此重复至实体成型完毕。
图1 SLA分层叠加自由成型原理示意图后处理就是从SLA中取出成型产品，进行打磨、抛光。
SLA快速成型技术可用于制作树脂模具，该模具适用于小批量、高精度的室温(低温)浇注成型橡胶制品的生产。
2.在RTV硅橡胶密封件制造中的应用
甘肃省某*院所用CHO1型腹腔镜手术仪(德国ETM公司产品)的两种橡胶密封件(如图2和3所示)破损时，如果购买进口配件，一方面费用很高;另一方面不能及时到货，影响手术的正常开展。为此，我们按院方要求，在一个工作日完成这两种橡胶密封件的制作。
 2.1模具制造
2.1.1 CAD设计
首先用游标卡尺、内径千分尺和外径千分尺等对破损橡胶密封件尺寸和安装轴进行**测量，并根据所用胶料弹性和收缩率，确定密封件孔与轴配合的过盈量为0.15~0.2mm。
完成密封件测绘后，进行模具的CAD设计，CAD设计的原则是用*少的材料构造模具。腹腔镜手术仪橡胶密封件模具的CAD模型如图4和5所示(均布6个浇注孔的端面为非装配面)，该模具型腔壁厚仅为0.5mm。
图4 橡胶密封件A模具的CAD模型
图5 橡胶密封件B模具的CAD模型2.1.2成型
完成模具的CAD设计后，将STL格式的三维模型文件传送至SLA快速成型机(型号为SPS450B，液槽尺寸为450 mm X 450mm，西安交通大学**制造技术研究所产品)，成型所用SPR-3010型光敏树脂(配方为:双酚A环氧树脂83,乙氧化己二醇二丙烯酸醋17,1,4-经甲基环己烷二乙烯基醚4.8，二芳基六氟砷酸硫锡盐7.2，安息香双甲醚4.8)的耐水性、耐化学药品性、尺寸稳定性及韧性好，强度高，适用温度和湿度范围宽，可用于汽车部件、航空部件和*疗器械等的生产。
通过RPData数据处理软件确定模具模型在工作台上按浇口向上的方式平放，然后对三维模型进行分层切片处理，切片厚度为0. 2mm，从而使三角面片文件转化为二维层片的轮廓信息。为防止成型过程模具翘曲变形及保证模具制作的稳定性，还必须进行模型的支撑设计。其后，按两种规格模具各生产10个匀布工作台。*后，运行RPBuild制作软件，即打开激光器和将工作液面调零，进行逐层激光扫描固化与叠合成型，完成模具的制作。本密封件模具的SLA快速成型工艺参数为:树脂温度30℃，激光功率160mW,激光波长355 nm，光强度1.9 X 100000 cd，填充扫描速度2 200 mm. s-1 ,填充向量间距0.1mm。成型模具用丙酮洗去油脂并除去支撑，*后将成型模具放在紫外线灯下照射2h，以进一步交联固化。
采用SLA快速型技术制造的腹腔镜手术仪橡胶密封件模具如图6和7所示。完成这两种规格各10个模具的成型仅需3h左右。
 2. 2密封件制造
采用双组分加成型RTV硅橡胶浇注成型腹腔镜手术仪密封件。组分A的配方为:端轻基聚二甲基硅氧烷100，白炭黑6.3 ,氧化铅12. 5，甲基硅油6. 3;组分B的配方为:硅酸乙酷119，二烷基二梭酸锡6. 3。组分A与B按10：1的比例混合均匀后，将混合液缓慢倒人已放置20个快速成型模具的容器中(为防止抽真空时混合液溢出容器，容器的高度设计为模具高度的3~-4倍)，混合液通过模具浇注孔注人型腔。其后，将容器放人真空箱中，在真空度为8. 5 X10-6Pa条件下排除混合液中的空气和湿气气泡。排气后，从真空箱中取出容器，在60℃的电热箱中硫化4h。*后，将硫化产品从烘箱中取出，用手剥去其上的模具薄层，用砂纸轻轻打磨浇口处凸起部分，使端面平整、光滑，就得到成品密封件(如图8和9所示)。经检测，该密封件性能满足要求，并随即投人使用。实际使用表明，该密封使用性能完全达到原配件水平。
 3 结论
SLA快速成型技术适用于小批量、高精度的室温(低温)浇注成型橡胶制品的生产。与传统技术相比，其生产周期缩短60 %~70%，生产成本幅降低。
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