分層物體成型

分層物體成型

分層物體成型也稱疊層實體製造,通過對原料紙進行層合與雷射切割形成零件。

基本介紹

  • 中文名:分層物體成型
  • 外文名:Layered object formation
  • 實質:對原料進行層合雷射切割形成零件
  • 特點:成本低廉但抗拉強度較低
簡介,原理,特點,優點,缺點,原型製造過程,原型的後處理,

簡介

分層物體成型也稱疊層實體製造(laminated object manufacturing,OM),通過對原料紙進行層合與雷射切割形成零件。

原理

如圖所示為分層物體成型原理示意圖。LOM快速成型機由計算機、原材料存儲及送進機構、熱黏壓機構、雷射切割系統、可升降工作檯、數控系統、機架等組成。
分層物體成型原理分層物體成型原理
計算機用於接收和存儲工件的三維模型,沿模型的高度方向提取一系列的橫截面輪廓線,發出控制指令。原材料存儲及送進機構將存於其中的塗膠紙帶,逐步送至工作檯面上。熱黏壓機構將單面塗有熱熔膠的膠紙帶通過加熱輥加熱加壓,一層層黏合在一起。雷射切割系統按照計算機提取的橫截面輪廓線的數據,將一層紙切割成原型當前層的內外輪廓。輪廓以外不需要的區域,則用雷射切割成小方格線(廢料),便於在成型後剔除。在成型過程中廢料可以起支撐和固定作用。
可升降工作檯支撐成型的原型,並在每層成型之後,下降一個紙厚的高度(0.1~0.2mm),以便送進、黏合、切割新的一層紙。數控系統執行計算機發出的指令,控制材料的送進,然後黏合、切割,最終形成三維工件原型。

特點

優點

1、設備價格低廉。因採用小功率CO2雷射器,不僅成本低廉,而且使用壽命也長。
2、造型材料一般為塗有熱熔樹脂及添加劑的紙,在製造過程中無相變,精度高,幾乎不存在收縮和翹曲變形,製件強度和剛度高,幾何尺寸穩定性好,可用木材加工的方法對表面進行拋光。
3、造型材料成本低。國產材料價格為每千克30元左右,附屬檔案成本遠比SLA法便宜,這一點對於中等以上尺寸的製件尤為明顯。
4、採用SLA祛製造原型,需對整個斷面掃描才能使樹脂固化,而LOM只需切割斷面輪廓,成型速度高,原型製作時間短。
5、無須支撐設計,軟體工作量小。
6、 可製造大尺寸製件,工業套用面廣。
7、可用於熔模鑄造,代替蠟材,燒失時不膨脹。

缺點

1、不能直接製作塑膠工件;
2、工件的抗拉強度和彈性較低;
3、工件易吸濕膨脹,因此成型後應儘快進行表面防潮處理;
4、工件表面有台階紋,高度等於材料的厚度,因此成型後需進行表面打磨;
5、廢料的分離較費時間。

原型製造過程

1、基底製作:由於疊層在製作過程中要由工作檯(或稱升降台)帶動頻繁升降,為實現原型與工作檯之間的連線,需要製作基底,通常做3~5層。
2、原型製作:當所有參數設定之後,設備便根據給定的工藝參數自動完成原型所有疊層的製作過程。

原型的後處理

從LOM快速成型機上取下的原型埋在疊層塊中,需要進行剝離,以便去除廢料,有的還需要進行修補、打磨、拋光和表面徐覆處理等,這些工序統稱為後處理。
LOM成型的余料去除是將成型過程中產生的廢料與工件分離。通常格線狀廢料在成型後採用手工剝離。為了使原型表面狀況或機械強度等方面完全滿足最終需要,保證其尺寸穩定性、精度等方面的要求應進行後置處理。
需要進行後置處理的情況是:原型的表面不夠光滑,曲面上存在因分層製造引起的小台階和STL格式化可能造成的小缺陷;原型的薄壁和某些小特徵結構(如孤立的小柱、薄肋)可能強度、剛度不足;原型的某些尺寸、形狀還不夠精確;製件的耐溫性、耐濕性、耐磨性和表面硬度可能不夠令人滿意;製件表面的顏色可能不符合產品的要求等。

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