LOM 層疊實體製造:沒落中的3D打(dǎ)印技(jì)術
點擊(jī)量:3021 發布時間:2017-03-24 作者:狀(zhuàng)邁(上(shàng)海)增材製造技術有限公司
今天帶給大家的(de)技術是LOM層疊(dié)實體(tǐ)製造,這種技術並(bìng)不廣為周知。該技術最早由美國人研製成功,後來由於技術合(hé)作被引進中國。目前,南京(jīng)某公司是全球唯一擁有該技術核心專利的公司,具備(bèi)全球(qiú)範圍的壟斷性權利。層疊實體製造也成為(wéi)眾多3D打印技術中唯一由中(zhōng)國企業掌握的關鍵技術。
但也正是由於該技術由一(yī)家(jiā)公司完全掌握,以及(jí)該技術本身的缺陷,致使(shǐ)采用該技(jì)術的(de)行業相對較少。因此很多人說它是一種沒落的3D打印技術。今(jīn)天就為你詳細(xì)帶來LOM技術的分享。
LOM技術原理
1976年(nián),Paul L Dimatteo在他的專利(lì)中提出:利用輪廓跟蹤器,將三(sān)維物體轉換成許多的二維薄片,然後用激光切割這些薄片,再利用螺釘、銷釘(dìng)等將這一係列的薄片連接成三維(wéi)物體。該設想便是LOM技術的雛形(xíng)。
DiMatteo(1974)利用分層堆疊技術設計的模具
層疊實體製(zhì)造(Laminated Object Manufacturing, LOM),又(yòu)稱(chēng)分層實(shí)體製造技術,最早由Michael Feygin於1984年提出關於LOM的設想,並於1985年組建了Helisys公司(後為Cubic Technologies公司),後來在(zài)1990年推出第一台商業機LOM-1015,成功將該技(jì)術商業化(huà)。LOM技術是當前世界範圍內幾種(zhǒng)最成熟的(de)快速成型製造技術之一,主要以片材(如紙片(piàn)、塑料薄膜或複合材料)作為原材料。一些改進型的LOM 3D打印機能夠打印出媲美二(èr)維印(yìn)刷的色彩,因此受到了人們的關注。
發明LOM技術(shù)的Michael Feygin
第一台(tái)LOM設備LOM-1015
LOM技術的成(chéng)形原理如下圖所示。激光切割係統按照計算機(jī)提取的橫截麵輪廓線數據,將背麵塗有熱熔膠的(de)片材進行切割。切割完一層後,送料機構將新的一層片材疊加上去,利用熱粘壓裝置將已切割層粘合在一(yī)起,然後再次(cì)重複進行切割。通過(guò)逐(zhú)層地黏合、切割,最終製成三維物件。目前,可供LOM設備打印的材料包括紙(zhǐ)、金屬箔、塑料膜、陶瓷(cí)膜等。
我們不難發現,LOM工藝其(qí)實還是具有傳統切削工藝的(de)影子。但隻不過(guò)它不是用大塊原材料進行切割,而是將原來的零(líng)部件模型分割成多層,然(rán)後進行逐層切割。需要注意的是,盡管LOM工藝支持多種材料,但市麵上大多使用(yòng)紙(zhǐ)張作(zuò)為其原材(cái)料,因此在打印完成後都需要使用(yòng)砂紙(zhǐ)進行磨光,並用密封漆來進行防潮處理,否則打(dǎ)印物件容易(yì)受到水分滲(shèn)透影響。
02
LOM優勢(shì)和技術限製
目前LOM技術能成熟使用的材料相比FDM設備要少(shǎo)很多,最為成熟和常用(yòng)的材(cái)料是塗有熱敏(mǐn)膠的纖維紙。由於原(yuán)材料的限製,導致打印出的最終產品在性能上僅相當於(yú)高級木材,一(yī)定程度上限製了該技術的推廣和應用。普遍來說,LOM打印技術的優點主要有以下幾個方麵。
成型速度較快。由於LOM無需打印整個切(qiē)麵(miàn),隻需(xū)要使用激光束將物體輪廓切割出來,所(suǒ)以成型速度較快,常用於加工內(nèi)部結構簡單的大型(xíng)物件;
成本(běn)低。因(yīn)為沒有涉及(jí)化學(xué)反應,所以(yǐ)可以滿足大型物件的製作;
不存在收縮和翹曲變形,無須設計和構建支撐結構。
精度較高。製件在Z方(fāng)向的精度可達0.2~0.3 mm,X和Y方向的精度可達0.1~0.2 mm。
LOM的缺點也非常顯著,主要體現在:
受原材料限製,成型件的抗拉強度和彈性較差;
不能(néng)製造中空結構件。難以構建精細形狀的物件,僅限於結構簡單的物件;
後處理工藝繁瑣。原型易吸濕膨脹,需進行防潮等處理流程(chéng);
Z軸精(jīng)度受材質層厚決定,難以直接構建精細的物件。
需要專門的實驗室環境,且維護費用高昂。
03
LOM技術應用
由於LOM技術本身的缺陷,致使采用該技術的產品(pǐn)較少,應用的行業也比較狹窄。目前(qián)多用於(yú)以下(xià)幾個領域:
直接製(zhì)作紙質或薄膜(mó)等材質的功能(néng)製件,用(yòng)在新產品開(kāi)發中的外觀評價(jià)、結構(gòu)設計驗證。
通過真空注塑(sù)機製造矽橡膠模具,試製少量新產品。
快速製模,包括鑄造用金屬模具、鑄造用消失模、石蠟件的(de)蠟(là)模(mó)等。
當(dāng)前3D打印市場FDM、SLA、SLM等打印技術占(zhàn)據主流,很多人說LOM技術是一種逐漸被淘汰的技術。然而(ér)有一次研發LOM技術的負責人告訴小熊:讓(ràng)市場(chǎng)去檢驗,存在(zài)就有其價值。對此,你怎麽看呢?

