1、第3章 叠层实体快速成型工艺LOM,LaminatedObjectManufacturing第3章 叠层实体快速成型工艺第3章 叠层实体快速成型工艺1、只需要使激光束沿着物体的轮廓进行切割，只需要使激光束沿着物体的轮廓进行切割，无需无需 扫描整个断面扫描整个断面，是一个高速的快速原型工艺。常用，是一个高速的快速原型工艺。常用 于加工于加工内部结构简单的大型零件及实体件内部结构简单的大型零件及实体件。2、原材料价格便宜，原型制作成本低。、原材料价格便宜，原型制作成本低。3、无需设计和构建支撑结构无需设计和构建支撑结构。4、原型精度高。、原型精度高。5、生产效率高。、生产效率高。第3章 叠层实体快
2、速成型工艺1、不能直接制作塑料工件、不能直接制作塑料工件。2、工件（薄壁件）抗拉强度和弹性不够好。、工件（薄壁件）抗拉强度和弹性不够好。3、可实际应用的原材料种类较少，尽管可选用若干原材、可实际应用的原材料种类较少，尽管可选用若干原材 料，例如纸、塑料、陶土以及合成材料，但目前常用料，例如纸、塑料、陶土以及合成材料，但目前常用 的只是纸，其他箔材商在研制开发中。的只是纸，其他箔材商在研制开发中。4、表面比较粗糙，工件表面有明显的台阶纹，成型后要、表面比较粗糙，工件表面有明显的台阶纹，成型后要 进行打磨。进行打磨。5、难以构建精细形状的零件，即仅限于结构简单的零难以构建精细形状的零件，即仅限于结
3、构简单的零 件。件。第3章 叠层实体快速成型工艺成型材料多为成型材料多为（塑料薄膜、金属箔），（塑料薄膜、金属箔），层与层之间的粘结靠热熔胶保证。层与层之间的粘结靠热熔胶保证。第3章 叠层实体快速成型工艺1、纸纸要求：要求：1）抗湿性。）抗湿性。2）良好的浸润性。）良好的浸润性。3）抗拉强度。保证在加工过程中不被拉断。）抗拉强度。保证在加工过程中不被拉断。4）收缩率小。保证热压过程中不会因部分水分损失而）收缩率小。保证热压过程中不会因部分水分损失而 导致变形。导致变形。5）剥离性能好。）剥离性能好。6）易打磨。）易打磨。7）稳定性。保证成型零件可长时间保存。）稳定性。保证成型零件可长时间保存。
4、第3章 叠层实体快速成型工艺2、热熔胶热熔胶要求：要求：1）良好的热熔冷固性）良好的热熔冷固性。2）在反复）在反复“熔融熔融固化固化”条件下，具有较好的物理化学条件下，具有较好的物理化学稳稳 定性定性。3）与纸具有足够的粘结强度）与纸具有足够的粘结强度。4）良好的废料分离性能）良好的废料分离性能。第3章 叠层实体快速成型工艺3、涂布工艺涂布工艺涂布形状涂布形状采用均匀式涂布还是非均匀涂布采用均匀式涂布还是非均匀涂布 均匀涂布采用狭缝式刮板进行涂布；均匀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，非均匀涂布有条纹式和颗粒式，非均匀涂布可以减少应力集中，但非均匀涂布可以减少应力集中，但
5、布设备比较贵布设备比较贵。涂布厚度涂布厚度在纸材上涂多厚的胶在纸材上涂多厚的胶 原则：在保证可靠粘接的情况下，尽可能涂得薄，以减少变形、溢胶原则：在保证可靠粘接的情况下，尽可能涂得薄，以减少变形、溢胶 和错移。和错移。第3章 叠层实体快速成型工艺研究单位研究单位美国美国:Helisys公司公司LOM系列系列日本日本:Kira公司公司新加坡新加坡:Kinergy公司公司清华大学清华大学:SSM系列系列华中科技大学华中科技大学:HRP系列系列第3章 叠层实体快速成型工艺第3章 叠层实体快速成型工艺 主要性能和技术指标主要性能和技术指标 1、成型材料：纸基薄材、塑胶、复合材料、成型材料：纸基薄材、塑
6、胶、复合材料 2、成型规格：、成型规格：812*550*508mm 3、成型精度：、成型精度：X轴轴+-0.01“/15”Y轴轴+-0.01“/10”Z轴轴+-0.02“/10”4、切割速度：、切割速度：500mm/sec 第3章 叠层实体快速成型工艺第3章 叠层实体快速成型工艺采用二氧化碳激光器在采用二氧化碳激光器在数控系统控制下切割涂数控系统控制下切割涂覆纸，通过热压层层粘覆纸，通过热压层层粘接成型。接成型。第3章 叠层实体快速成型工艺1.机械结构机械结构设备结构简介设备结构简介设备本体设备本体X,Y扫描机构扫描机构Z轴升降机构轴升降机构走纸机构走纸机构激光系统激光系统第3章 叠层实体快速
7、成型工艺设备结构简介设备结构简介2.电气控制系统电气控制系统主要由数控和温控两部分组成，同时兼有一些辅助系统，主要由数控和温控两部分组成，同时兼有一些辅助系统，例如测高、断纸检测等。例如测高、断纸检测等。第3章 叠层实体快速成型工艺控制软件控制软件第3章 叠层实体快速成型工艺控制软件控制软件设置设备参数、工艺参数设置设备参数、工艺参数运动速度运动速度 路径参数路径参数 工作台参数工作台参数 热压参数热压参数 激光功率匹配激光功率匹配第3章 叠层实体快速成型工艺1、CAD模型及模型及STL文件文件2、模型的切片处理、模型的切片处理3、原型制造过程、原型制造过程4、后处理、后处理前处理前处理第3章
8、 叠层实体快速成型工艺原型制造过程原型制造过程1、基底制作、基底制作实现原型与工作台之间的连接实现原型与工作台之间的连接避免起件时破坏原型避免起件时破坏原型2、原型制作、原型制作关键参数关键参数激光切割速度激光切割速度（原型表面质量、制作时间原型表面质量、制作时间）激光能量激光能量（切割速度切割速度，切割纸材的的厚度切割纸材的的厚度）加热辊温度与压力加热辊温度与压力切碎网格尺寸切碎网格尺寸（余料去除的难易，原型表面质量）余料去除的难易，原型表面质量）第3章 叠层实体快速成型工艺后处理后处理1、去除余料、去除余料2、修补、打磨、抛光、表面涂覆、修补、打磨、抛光、表面涂覆提高原型表面质量和机械强度
9、，提高原型表面质量和机械强度，保证原型尺寸稳定性、精度等方面的要求保证原型尺寸稳定性、精度等方面的要求第3章 叠层实体快速成型工艺LOM工艺原型制作实例工艺原型制作实例 用用SSM-800成型机来制作一个原型样件。该件为一个标准测试件，成型机来制作一个原型样件。该件为一个标准测试件，其外形尺寸为其外形尺寸为200 mm x 150 mm x 20 mm，单个制作过程大约需，单个制作过程大约需要要3-4h。第3章 叠层实体快速成型工艺LOM工艺原型制作实例工艺原型制作实例1.数据准备数据准备 (1)加载零件的加载零件的STL文件文件第3章 叠层实体快速成型工艺LOM工艺原型制作实例工艺原型制作实
10、例1.数据准备数据准备 (2)参数设置参数设置 设置工作中心、分层厚度、网格间距、边框大小等基本参数。设置工作中心、分层厚度、网格间距、边框大小等基本参数。(3)分层切片、加网格和边框分层切片、加网格和边框第3章 叠层实体快速成型工艺LOM工艺原型制作实例工艺原型制作实例2.快速原型制作快速原型制作 (1)设备准备设备准备 打开控制面板上的温控开关，将热压板温度加热到设定值，并保打开控制面板上的温控开关，将热压板温度加热到设定值，并保持持10 min左右。左右。同时确保设备的机械系统及光路系统状态良好。同时确保设备的机械系统及光路系统状态良好。第3章 叠层实体快速成型工艺LOM工艺原型制作实例
11、工艺原型制作实例2.快速原型制作快速原型制作 (2)启动成型软件，载入层片文件启动成型软件，载入层片文件第3章 叠层实体快速成型工艺LOM工艺原型制作实例工艺原型制作实例2.快速原型制作快速原型制作 (3)选择工艺参数选择工艺参数(4)造型造型第3章 叠层实体快速成型工艺LOM工艺原型制作实例工艺原型制作实例3.取型及后处理取型及后处理 用铲子等将成型件从工作台上取下。用铲子等将成型件从工作台上取下。用铲子或刻刀将切成网格状的无用方块剥下。用铲子或刻刀将切成网格状的无用方块剥下。用砂纸轻轻打磨外表面，刷上木工用清漆或油漆，干燥后用砂纸轻轻打磨外表面，刷上木工用清漆或油漆，干燥后即可长期保存。即
12、可长期保存。用环氧树脂材料涂覆表面，提高原型尺寸稳定性和寿命等。用环氧树脂材料涂覆表面，提高原型尺寸稳定性和寿命等。（P56）第3章 叠层实体快速成型工艺LOM成型件误差产生原因：成型件误差产生原因：1、前处理产生的误差、前处理产生的误差2、设备精度误差、设备精度误差第3章 叠层实体快速成型工艺LOM成型件误差产生原因：成型件误差产生原因：3、成型过程产生的误差、成型过程产生的误差（温度、压力、功率、速度）（温度、压力、功率、速度）长时间成型、成型大工件长时间成型、成型大工件复杂内应力，使复杂内应力，使工件产生翘曲变形工件产生翘曲变形第3章 叠层实体快速成型工艺4、成型后环境变化引起的误差（、
13、成型后环境变化引起的误差（热、湿变形热、湿变形）5、后处理不当引起的误差、后处理不当引起的误差LOM成型件误差产生原因：成型件误差产生原因：去除余料引起的误差去除余料引起的误差表面处理产生的误差表面处理产生的误差第3章 叠层实体快速成型工艺提高提高LOM成型件精度的措施：成型件精度的措施：设置合理的设置合理的STL转换精度转换精度 （RP设备精度、零件形状的复杂程度等）设备精度、零件形状的复杂程度等）精度要求高的轮廓尽可能放置在精度要求高的轮廓尽可能放置在X-Y平面平面根据零件形状设定切碎网格尺寸根据零件形状设定切碎网格尺寸（形状简单：网格尺寸（形状简单：网格尺寸（形状复杂或内部有废料：零件外
14、部（形状复杂或内部有废料：零件外部-大网格；零件内部大网格；零件内部-小网格）小网格）控制制件热湿变形控制制件热湿变形对对CAD模型进行反变形修正模型进行反变形修正采用新材料、新的涂胶方法采用新材料、新的涂胶方法改进后处理方法：充分冷却、及时进行表面涂覆等改进后处理方法：充分冷却、及时进行表面涂覆等第3章 叠层实体快速成型工艺LOM虽然在精细产品和类塑料件等方面不及虽然在精细产品和类塑料件等方面不及SLA具有具有优势，但是在优势，但是在比较厚重的结构件模型、实物外观模型、比较厚重的结构件模型、实物外观模型、制鞋业、砂型铸造、快速模具木模制鞋业、砂型铸造、快速模具木模等方面的应用有其独等方面的应
15、用有其独特的优越性。特的优越性。第3章 叠层实体快速成型工艺运用运用 LOM 快速原型系统所制作薄壳件快速原型系统所制作薄壳件 第3章 叠层实体快速成型工艺运用运用 LOM 快速原型系统所制作太极球快速原型系统所制作太极球 第3章 叠层实体快速成型工艺运用运用 LOM 快速原型系统所制作汽车零组件快速原型系统所制作汽车零组件 第3章 叠层实体快速成型工艺运用运用 LOM 快速原型系统所制作出几何形状复杂之原型件快速原型系统所制作出几何形状复杂之原型件 第3章 叠层实体快速成型工艺运用运用 LOM 快速原型系统于铸造应用快速原型系统于铸造应用运用运用LOM 快速原型系统所制作之原型件，可以于铸造前进行砂模制作，快速原型系统所制作之原型件，可以于铸造前进行砂模制作，以利后续金属浇注作业，翻制金属件。以利后续金属浇注作业，翻制金属件。第3章 叠层实体快速成型工艺LOM 快速原型件快速原型件(左左)与铸造成品与铸造成品(右右)第3章 叠层实体快速成型工艺小汽车车身模型小汽车车身模型
