3叠层实体快速成型工艺

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1、第3章 叠层实体快速成型工艺LOMLOM原理图原理图LOM, Laminated Object Manufacturing3.1 3.1 根根本本原原理理和和特特点点第3章 叠层实体快速成型工艺3.1 3.1 根根本本原原理理和和特特点点第3章 叠层实体快速成型工艺优点1、 只需要使激光束沿着物体的轮廓进行切割，无需 扫描整个断面，是一个高速的快速原型工艺。常用 于加工内部结构简单的大型零件及实体件。2、原材料价格廉价，原型制作本钱低。3、 无需设计和构建支撑结构。4、原型精度高。5、生产效率高。3.1 3.1 根根本本原原理理和和特特点点第3章 叠层实体快速成型工艺缺点1、不能直接制作塑料工

2、件 。2、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，尽管可选用假设干原材 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。4、外表比较粗糙，工件外表有明显的台阶纹，成型后要 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 件。3.1 3.1 根根本本原原理理和和特特点点第3章 叠层实体快速成型工艺3.23.2 材材料料与与设设备备LOM材料成型材料多为涂有热熔胶的纸材塑料薄膜、金属箔，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LOM材料1、纸要求：1抗湿性。2良好的浸润性。3抗拉强度。保证在加工过程中不被拉

3、断。4收缩率小。保证热压过程中不会因局部水分损失而 导致变形。5剥离性能好。6易打磨。7稳定性。保证成型零件可长时间保存。 3.23.2 材材料料与与设设备备第3章 叠层实体快速成型工艺LOM材料2、热熔胶要求：1良好的热熔冷固性 。2在反复“熔融固化条件下，具有较好的物理化学稳 定性 。3与纸具有足够的粘结强度 。4良好的废料别离性能 。3.23.2 材材料料与与设设备备第3章 叠层实体快速成型工艺LOM材料3、涂布工艺涂布形状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；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，但布设备比较贵 。涂布厚度在纸材上涂多厚的胶

4、原那么：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。 3.23.2 材材料料与与设设备备第3章 叠层实体快速成型工艺3.23.2 材材料料与与设设备备LOM设备研究单位美国: Helisys公司LOM系列日本:Kira公司新加坡: Kinergy公司清华大学: SSM系列华中科技大学: HRP系列第3章 叠层实体快速成型工艺3.23.2 材材料料与与设设备备LOM设备第3章 叠层实体快速成型工艺3.23.2 材材料料与与设设备备LOM设备 主要性能和技术指标 1、成型材料：纸基薄材、塑胶、复合材料 2、成型规格：812*550*508mm 3、成型精度： X轴+-0.01“

5、/15 Y轴+-0.01“/10 Z轴+-0.02“/10 4、切割速度：500mm/sec 第3章 叠层实体快速成型工艺3.23.2 材材料料与与设设备备LOM设备第3章 叠层实体快速成型工艺3.23.2 材材料料与与设设备备SSM快速成型机采用二氧化碳激光器在数控系统控制下切割涂覆纸，通过热压层层粘接成型。第3章 叠层实体快速成型工艺3.23.2 材材料料与与设设备备1.机械结构设备结构简介SSM快速成型机设备本体X,Y扫描机构Z轴升降机构走纸机构激光系统第3章 叠层实体快速成型工艺3.23.2 材材料料与与设设备备设备结构简介SSM快速成型机2.电气控制系统主要由数控和温控两局部组成，同

6、时兼有一些辅助系统，例如测高、断纸检测等。第3章 叠层实体快速成型工艺3.23.2 材材料料与与设设备备SSM快速成型机控制软件第3章 叠层实体快速成型工艺3.23.2 材材料料与与设设备备SSM快速成型机控制软件设置设备参数、工艺参数运动速度 路径参数 工作台参数 热压参数 激光功率匹配第3章 叠层实体快速成型工艺3.33.3 工工艺艺过过程程1、 CAD模型及STL文件2、模型的切片处理3、原型制造过程4、后处理前处理第3章 叠层实体快速成型工艺原型制造过程1、基底制作实现原型与工作台之间的连接防止起件时破坏原型2、原型制作关键参数激光切割速度 原型外表质量、制作时间激光能量切割速度，切割

7、纸材的的厚度加热辊温度与压力切碎网格尺寸余料去除的难易，原型外表质量3.33.3 工工艺艺过过程程第3章 叠层实体快速成型工艺后处理1、去除余料2、修补、打磨、抛光、外表涂覆提高原型外表质量和机械强度，保证原型尺寸稳定性、精度等方面的要求3.33.3 工工艺艺过过程程第3章 叠层实体快速成型工艺LOM工艺原型制作实例 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，其外形尺寸为200 mm x 150 mm x 20 mm，单个制作过程大约需要3-4h。3.33.3 工工艺艺过过程程第3章 叠层实体快速成型工艺LOM工艺原型制作实例1. 数据准备 (1) 加载零件的STL文件3

8、.33.3 工工艺艺过过程程第3章 叠层实体快速成型工艺LOM工艺原型制作实例1. 数据准备 (2) 参数设置 设置工作中心、分层厚度、网格间距、边框大小等根本参数。 (3) 分层切片、加网格和边框3.33.3 工工艺艺过过程程第3章 叠层实体快速成型工艺LOM工艺原型制作实例2. 快速原型制作 (1) 设备准备 翻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10 min左右。 同时确保设备的机械系统及光路系统状态良好。3.33.3 工工艺艺过过程程第3章 叠层实体快速成型工艺LOM工艺原型制作实例2. 快速原型制作 (2) 启动成型软件，载入层片文件3.33.3 工工艺艺过过程程

9、第3章 叠层实体快速成型工艺LOM工艺原型制作实例2. 快速原型制作 (3) 选择工艺参数(4) 造型3.33.3 工工艺艺过过程程第3章 叠层实体快速成型工艺LOM工艺原型制作实例3. 取型及后处理 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。用砂纸轻轻打磨外外表，刷上木工用清漆或油漆，枯燥后即可长期保存。用环氧树脂材料涂覆外表，提高原型尺寸稳定性和寿命等。P563.33.3 工工艺艺过过程程第3章 叠层实体快速成型工艺3.43.4 提提高高成成型型质质量量的的措措施施LOM成型件误差产生原因：1、前处理产生的误差STL格式转换造成的误差分层切片造成的误差2、设备

10、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：3、成型过程产生的误差不一致的约束成型功率控制不当工艺参数不稳定温度、压力、功率、速度 长时间成型、成型大工件复杂内应力，使工件产生翘曲变形切碎网格尺寸设定不合理3.43.4 提提高高成成型型质质量量的的措措施施第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热、湿变形5、后处理不当引起的误差LOM成型件误差产生原因：去除余料引起的误差外表处理产生的误差3.43.4 提提高高成成型型质质量量的的措措施施第3章 叠层实体快速成型工艺提高LOM成型件精度的措施：设置合理的STL转换精度 RP设备精度、零件形状的复杂程度等精度要求

11、高的轮廓尽可能放置在X-Y平面根据零件形状设定切碎网格尺寸 形状简单：网格尺寸 形状复杂或内部有废料：零件外部-大网格；零件内部-小网格控制制件热湿变形对CAD模型进行反变形修正采用新材料、新的涂胶方法改进后处理方法：充分冷却、及时进行外表涂覆等3.43.4 提提高高成成型型质质量量的的措措施施第3章 叠层实体快速成型工艺LOM应用LOM虽然在精细产品和类塑料件等方面不及SLA具有优势，但是在比较厚重的结构件模型、实物外观模型、制鞋业、砂型铸造、快速模具木模等方面的应用有其独特的优越性。 第3章 叠层实体快速成型工艺LOM应用运用 LOM 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LOM应用运用 LOM 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LOM应用运用 LOM 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LOM应用运用 LOM 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LOM应用运用 LOM 快速原型系统于铸造应用运用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，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应用LOM 快速原型件(左)与铸造成品(右) 第3章 叠层实体快速成型工艺小汽车车身模型