为实现微小零件高精度低成本快速制作,构建了新型面曝光快速成形试验系统。该系统由视图发生器、精密升降工作台及控制系统构成。利用视图发生器生成的零件截面图形作为动态掩模,对光敏树脂整层曝光固化,实现微小三维零件的制作。对视图平面紫外光强分布进行了研究,建立了光强分布关于被测点位置及视图灰度的关系模型,利用该模型,实现了视图平面紫外光强分布的均匀化,紫外光强的最大与最小值之差达到0.4μW/cm2。利用该快速成形系统,制作了具有复杂微小特征的三维零件。测试件的测量和分析结果表明,误差在±0.06 mm范围内尺寸数量占所有测量尺寸的72.2%。与扫描式光固化激光快速成形系统相比,该系统成本低,制作时间短。

为提高快速成形系统堆积方向微细结构的制作精度，根据光固化激光快速成形工艺的成形特点，建立了光固化激光快速成形工艺过固化深度的理论模型，据此模型提出了通过减小激光功率与扫描速度之比、增大分层厚度以及增大激光束在液态与固态树脂中的投射深度比来减小过固化深度，并对以上结论进行了实验验证。