快速成形(LOM)

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,分层实体制造工艺,快速成形技术,双击添加主标题,1.1,分层实体制造工艺,概述,分层实体制造（Laminated Object,Manufacturing，LOM）又称叠层实体制造或薄形材料选择性切割，由美国Helisys公司的Michael Feygin于1986年研制成功，并推出商品化的机器LOM-1050和LOM-2030等。,1,.,2,工艺原理与过程,步骤 1,加工时，热压辊热压材料，使之与下面已成形的工件粘结。用,CO2,激光器在刚粘接的新层上切割出零件截面轮廓和工件外框，并在截面轮廓与外框之间多余的区城内切割出上下对齐的网格；,步骤 2,光切割完成后，工作台带动已成形的工件下降，与带状片材（料带）分离,；,供料机构转动收料轴和供料轴，带动料带移动，使新层移到加工区域,;,工作台上升到加工平面；,步骤 3,热压辊热压，工件的层数增加一层，高度增加一个料厚；再在新层上切割截面轮廓。如此反复直至零件的所有截面切割、粘接完，最后将不需要的材料剥离，得到三维实体零件。,分层实体制造工艺采用薄片材料，如纸、塑料薄膜等。片材表面事先涂覆上一层热熔胶。图,1,为LOM工艺原理图。,如图所示：,图,1,LOM工艺原理图,下图,列出了LOM工艺的基本过程。,（,a,）,（,b,）,（,c,）,（,d,）,（,e,）,（,f,）,图,2,LOM工艺过程,（a）铺纸；（b）压紧黏合；（c）切割轮廓线；（d）切割完成；（e）剥离；（f）最终原型件。,将废料剥离后，需将原型件抛光、涂漆，以防零件吸潮变形，同时也得到了一个美观的外表。,LOM工艺多余材料的剥落是一项较为复杂而细致的工作。,选择性层片粘接工艺,LOM,分层实体制造,（,LOM,）,(Laminated Object Manufacturing),，,又称,固体切片制造,（,SSM,）,(Solid Slicing Manufacturing),LOM,工艺由美国,Helisys,公司于,1986,年研制成功。这种方法的代表是美国,Helisys,公司的,LOM-1050,和,LOM-2030,成形机，日本,Kira,公司的,KSC-50,成形机。,1.3,成形材料,分层实体制造中的成形材料为涂有热熔胶的薄层材料，层与层之间的粘结是靠热熔胶保证的。LOM材料一般由,薄片材料,和,热熔胶,两部分组成。,1薄片材料,根据对原型件性能要求的不同,薄片材料可分为：,纸片材、金属片材、陶瓷片材、塑料薄膜和复合材料片材,。对基体薄片材料有如下性能要求：,抗湿性,良好的浸润性,抗拉强度,收缩率小,剥离性能好,纸片材应用最多。这种纸由纸质基底和涂覆的粘结剂、改性添加剂组成，成本较低。,KINERGY公司,生产的纸材采用了熔化温度较高的粘结剂和特殊的改性添加剂，成形的制件坚如硬木，表面光滑，有的材料能在200下工作，制件的最小壁厚可达0.30.5 mm，成形过程中只有很小的翘曲变形，即使间断地进行成形也不会出现不粘结的裂缝，成形后工件与废料易分离，经表面涂覆处理后不吸水，有良好的稳定性。,2热熔胶,用于LOM纸基的热熔胶按基体树脂划分，主要有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物型热熔胶、聚酯类热熔胶、尼龙类热熔胶或其混合物。热熔胶要求有如下性能：,良好的热熔冷固性能（室温下固化）；,在反复,“,熔融-固化,”,条件下其物理化学性能稳定；,熔融状态下与薄片材料有较好的涂挂性和涂匀性；,足够的粘接强度；,良好的废料分离性能。,目前，EVA型热熔胶应用最广。EVA型热熔胶由,共聚物EVA树脂、增粘刑、蜡类,和,抗氧剂,等组成。增粘剂的作用是增加对被粘物体的表面粘附性和胶接强度。随着增粘剂用量增加，流动性、扩散性变好，能提高胶接面的润湿性和初粘性。,但增粘剂用量过多，胶层变脆，内聚强度下降。,为了,防止热熔胶热分解、胶变质和胶接强度下降，延长胶的使用寿命，一般加入0.52的抗氧剂,;,为了,降低成本，减少固化时的收缩率和过度渗透性，有时加入填料。,热熔胶涂布可分为,均匀式涂布,和,非均匀涂布,两种。均匀式涂布采用狭缝式刮板进行涂布，非均匀涂布有条纹式和颗粒式。一般来讲，非均匀涂布可以减少应力集中，但涂布设备比较贵。,LOM原型的用途不同，对薄片材料和热熔胶的要求也不同。当LOM原型用作功能构件或代替木模时，满足一般性能要求即可。若将LOM原型作为消失模进行精密熔模铸造，则要求高温灼烧时LOM原型的发气速度较小，发气量及残留灰分较少等。而用LOM原型直接作模具时，还要求片层材料和粘结剂具有一定的导热和导电性能。,1.,4 工艺特点,与其他快速成形工艺方法相比，分层实体成形方法具有以下优点：,制件精度高（.15 mm）,;,制作效率高、成本低,;,缺点：,1,由于材料质地原因，加工的原型件抗拉性能和弹性不高；,2,易吸湿膨胀，需进行表面防潮处理；,3,薄壁件、细柱状件的废料剥离比较困难；,4,工件表面有台阶纹，需进行打磨处理。,LOM成形件主要用于：,（1）直接制作纸质功能制件，用作新产品开发中工业造型的外观评价、结构设计验证。,（2）利用材料的粘接性能，可制作尺寸较大的制件，也可制作复杂薄壁件。,（3）通过真空注塑机制造硅橡胶模具，试制少量新产品。,（4）快速制模：,采用薄材叠层制件与转移涂料技术制作铸件和铸造用金属模具；,采用薄材叠层方法制作铸造用消失模；,制造石蜡件的蜡模、熔模精密铸造中的消失模,。,由于作为LOM工艺主要材料的纸，性能一直没有提高，以至该工艺逐渐走入没落，大部分厂家已经或准备放弃该工艺。目前，以金属薄板为基体材料的金属零件的LOM工艺也在研究和完善之中。,谢谢观赏,谢谢观赏,