3D打印FOM技術(shù)

LOM原理：

箔材疊層實(shí)體制作是根據(jù)三維CAD模型每個(gè)截面的輪廓線，在計(jì)算機(jī)控制下,，發(fā)出控制激光切割系統(tǒng)的指令，使切割頭作X和Y方向的移動(dòng),。供料機(jī)構(gòu)將地面涂有熱溶膠的箔材（如涂覆紙,、涂覆陶瓷箔、金屬箔,、塑料箔材）一段段的送至工作臺(tái)的上方,。激光切割系統(tǒng)按照計(jì)算機(jī)提取的橫截面輪廓用二氧化碳激光束對(duì)箔材沿輪廓線將工作臺(tái)上的紙割出輪廓線，并將紙的無輪廓區(qū)切割成小碎片。然后,，由熱壓機(jī)構(gòu)將一層層紙壓緊并粘合在一起,。可升降工作臺(tái)支撐正在成型的工件,，并在每層成型之后,，降低一個(gè)紙厚，以便送進(jìn),、粘合和切割新的一層紙,。最后形成由許多小廢料塊包圍的三維原型零件。然后取出,，將多余的廢料小塊剔除,，最終獲得三維產(chǎn)品。

適用領(lǐng)域：

由于分層實(shí)體制造在制作中多適用紙材,，成本低,。而且制造出來的木質(zhì)原型具有外在的沒感性和一些特殊的品質(zhì)，所以該技術(shù)在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)可視化,、造型設(shè)計(jì)評(píng)估,、裝配檢驗(yàn)、熔模鑄造型芯,。砂型鑄造木模,、快速制模母模以及直接制模等方面得到廣泛的應(yīng)用！

LOM優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)在于：

A,、成型速度快,，由于只要使激光束沿著物體的輪廓進(jìn)行切割，不用掃描整個(gè)斷面,，所以成型速度很快,，因此常用于加工內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的大型零件，制作成本低,。

B,、 不需要設(shè)計(jì)和構(gòu)建支撐結(jié)構(gòu)。

C,、原型精度高,，翹曲變形小。

D,、原型能承受高達(dá)200攝氏度的溫度,，有較高的硬度和較好的力學(xué)性能。

E,、可以切削加工,。

F,、廢料容易從主體剝離，不需要后固化處理,。

缺點(diǎn)在于：

A,、有激光損耗，并且需要建造專門的實(shí)驗(yàn)室,，維費(fèi)用太昂貴了,；

B、可以應(yīng)用的原材料種類較少,，盡管可選用若干原材料,，但目前常用的還是紙，其他還在研發(fā)中,；

C,、打印出來的模型必須立即進(jìn)行防潮處理，紙制零件很容易吸濕變形,，所以成型后必須用樹脂,、防潮漆涂覆。

D,、此種技術(shù)很難構(gòu)建形狀精細(xì),、多曲面的零件，僅限于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的零件,。

E,、制作時(shí)，加工室溫度過高,，容易引發(fā)火災(zāi),，需要專門的人看守。

LOM成型材料：LOM材料一般由薄片材料和熱溶膠兩部分組成,。

A,、薄片材料：根據(jù)所需要構(gòu)建的模型的性能要求，確定用不同的薄片材料,。薄片材料分為：紙片材,、金屬片材、陶瓷片材,、塑料薄膜和符合材料片材,，其中紙片材應(yīng)用最多。另外,，在構(gòu)建的模型對(duì)基體薄片材料有下面一些性能要求：

a、抗?jié)裥浴?/font>b,、良好的侵潤(rùn)性,。c,、抗拉強(qiáng)度。d,、收縮率小,。e、剝離性能好,。

B,、熱溶膠：用于LOM紙基的熱熔膠按照基體樹脂劃分為：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物型熱熔膠、聚酯類熱熔膠,、尼龍類熱熔膠或者其他的混合物,。目前，EVA型熱熔膠應(yīng)用最廣,。熱熔膠主要有以下性能：

a,、良好的熱熔冷固性能（室溫下固化）；

b,、在反復(fù)“熔融-固化”條件下其物理化學(xué)性能穩(wěn)定,；

c、熔融狀態(tài)下于薄片材料有較好的涂掛性和涂勻性,；

d,、足夠的粘結(jié)強(qiáng)度；

e,、良好的廢料分離性能,。

LOM原型成型制造過程：

LOM成型制造過程分為前處理、分層疊加成型,、后處理三個(gè)主要步驟：

A,、 第一步是前處理，即圖形處理階段,。想要制造一個(gè)產(chǎn)品,，需要通過三維造型軟件（如：PRO/E、UG,、SOLIDWORKS）對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行三維模型制造,，然后把制作出來的三維模型轉(zhuǎn)換為STL格式，在江STL格式的模型導(dǎo)入切片軟件中進(jìn)行切片,，這就完成了產(chǎn)品制造的第一個(gè)過程,。

B、 第二部是基底制作,。由于工作臺(tái)的頻繁起降,，所以在制造模型時(shí)，必須將LOM原型的疊件與工作臺(tái)牢牢的連在一起,，那么這就需要制造基底,，通常的辦法是設(shè)置3-5層的疊層作為基底,，但有時(shí)為了使基底更加的牢固，那么可以在制作基底前對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行加熱,。

C,、 第三部是原型制作：在基底完成之后，快速成型機(jī)就可以根據(jù)事先設(shè)定的工藝參數(shù)自動(dòng)完成原型的加工制作,。但是工藝參數(shù)的選擇與選型制作的精度,、速度以及質(zhì)量密切相關(guān)。這其中重要的參數(shù)有激光切割速度,、加熱輥熱度,、激光能量、破碎網(wǎng)格尺寸等,。

D,、后處理：后處理包括余料去除和后置處理。

余料去除即在制作的模型完成打印之后,，工作人員把模型周邊多余的材料去除,，從而顯示出模型！

后置處理即在余料去除以后,，為了提高原型表面質(zhì)量,，那么就需要對(duì)原型進(jìn)行后置處理。后置處理就包括了防水,、防潮等,。只有經(jīng)過了后置處理，制造出來的原型才會(huì)滿足快速原型表面質(zhì)量,、尺寸穩(wěn)定性,、精度和強(qiáng)度等要求！另外,，在后置處理中的表面涂覆則是為了提高原型的強(qiáng)度,、耐熱性、抗?jié)裥�,、延長(zhǎng)使用壽命,、表面光滑以及更好的用于裝配和功能檢驗(yàn)。

分層實(shí)體原型出現(xiàn)誤差的四個(gè)原因：

A,、CAD模型STL文件輸出造成的誤差,；

B、切片軟件STL文件輸入設(shè)置造成的誤差,；

C,、設(shè)備精度誤差：不一致的約束、成型功率控制不當(dāng),、切碎網(wǎng)格尺寸,、工藝參數(shù)不穩(wěn)定,；

D、成型之后環(huán)境因素引起的誤差：熱導(dǎo)致的變形,、潮濕導(dǎo)致的變形。

提高原型制作精度的措施：

A,、在進(jìn)行STL轉(zhuǎn)換時(shí),，可以根據(jù)零件形狀的不同復(fù)雜程度來定。在保證成型形狀完整平滑的條件下,，盡量避免過高的精度,。不同的CAD軟件適用的精度范圍不一樣，eg:pro/E所選用的范圍是0.01-0.05㎜,，UGⅡ所用的范圍是0.02-0.08㎜,。如果零件細(xì)小結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可轉(zhuǎn)換精度設(shè)高一些,。

B,、STL文件輸出精度的取值應(yīng)與相對(duì)應(yīng)的原型制作設(shè)備上切片軟件的精度相匹配。過大會(huì)使切割速度嚴(yán)重減慢,，過小會(huì)引起輪廓切割的嚴(yán)重失真,。

C、模型的成型方向?qū)�工件品質(zhì)（尺寸精度,、表面粗糙度,、強(qiáng)度等）、材料成本和制作時(shí)間產(chǎn)生很大的影響,。一般來說,，無論那種快速成型方法，由于不容易控制工件z方向的翹曲變形等原因,，工件的X-Y方向的尺寸精度比Z方向的更容易保證,，應(yīng)該將精度要求較高的輪廓盡可能防止在X-Y平面。

D,、切碎網(wǎng)格的尺寸有多種設(shè)定方法,。當(dāng)原型形狀比較簡(jiǎn)單時(shí)，可以將網(wǎng)格尺寸設(shè)大一些,，提高成型效率,；當(dāng)形狀復(fù)雜或零件內(nèi)部有廢料時(shí)，可以采用變網(wǎng)格尺寸的方法進(jìn)行設(shè)定,，即在零件外部采用大網(wǎng)格劃分,，零件內(nèi)部采用小網(wǎng)格劃分。

E,、處理濕脹變形的一般方法是涂漆,。為考察原型的吸濕性即涂漆的防濕效果,，選取尺寸相同的通過快速成型即成型的長(zhǎng)方形疊層塊經(jīng)過不同處理后，置入書中10min進(jìn)行實(shí)驗(yàn),，觀看其尺寸和重量的變化情況,。

LOM技術(shù)的發(fā)展

LOM技術(shù)是一種應(yīng)用廣泛，極具發(fā)展前景,。隨著該技術(shù)的不斷創(chuàng)新完善,，已經(jīng)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造方面發(fā)會(huì)重要的作用。相信在隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈化的情況下,，會(huì)有越來越多的企業(yè)采用該技術(shù),。同時(shí)，LOM技術(shù)作為多學(xué)科交叉的專業(yè)技術(shù),，其本身的發(fā)展也將推動(dòng)相關(guān)技術(shù),、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展！

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