LOM 層疊實體製造(zào):沒落中的3D打印技術
點擊量:2487 發布時(shí)間:2017-03-24 作者:草莓视频ios(上海(hǎi))增材製(zhì)造技術有限公司
今天帶給大家的技術(shù)是LOM層疊(dié)實體製造,這種技術並不廣(guǎng)為周知。該技術最早由美國人研製成功,後來由於技術合作被引進中國。目前,南京某公司是全球唯一擁有(yǒu)該技術核(hé)心專利的公司,具備全球範圍的壟斷性權利。層疊實體製造也成為眾(zhòng)多3D打印技術中唯一由中國企業掌握的(de)關鍵技術。
但(dàn)也正(zhèng)是由於該技術由一家公司完全(quán)掌握,以(yǐ)及該技術本(běn)身的缺陷,致使采用(yòng)該技術(shù)的行業相對較少。因此(cǐ)很(hěn)多人說它是一種沒落的3D打印技術(shù)。今天就為你詳細帶來LOM技(jì)術(shù)的分享。
LOM技術原理
1976年,Paul L Dimatteo在(zài)他的專利中提(tí)出:利用輪(lún)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(lì)用螺釘、銷釘等將這一(yī)係列(liè)的薄片連接(jiē)成三維物體。該設(shè)想便是LOM技術(shù)的雛形。
DiMatteo(1974)利用分層(céng)堆疊技術設計的(de)模具
層疊實體製造(Laminated Object Manufacturing, LOM),又稱分層實體製造技術,最早由(yóu)Michael Feygin於1984年提出(chū)關於LOM的設想,並於1985年組建了Helisys公司(後為Cubic Technologies公(gōng)司),後來在1990年(nián)推出第一台商業機LOM-1015,成功(gōng)將(jiāng)該技(jì)術商業化。LOM技術是當前(qián)世界範圍內幾種最成熟的快速(sù)成型製造技術之(zhī)一,主要以片材(如紙片、塑料(liào)薄膜或複合材料)作為原材料。一些改進(jìn)型的LOM 3D打印機能夠打印出媲美二維印(yìn)刷的色彩,因此受到了(le)人(rén)們的關注。
發明(míng)LOM技術(shù)的Michael Feygin
第一台LOM設備(bèi)LOM-1015
LOM技術的成形原理如下圖所示。激光切割係統按(àn)照計(jì)算機提取(qǔ)的橫(héng)截麵輪廓線數據,將背麵(miàn)塗(tú)有熱熔膠的片材進行切(qiē)割。切割完一層後,送料機構將新的(de)一層片材(cái)疊加上去,利用熱粘壓裝置將已切割層粘合在一起,然後再次重複(fù)進行(háng)切割。通過逐層地黏合、切(qiē)割,最終製(zhì)成三維物件。目前,可供LOM設備打印的材料包括紙、金屬(shǔ)箔、塑料膜、陶(táo)瓷膜等。
我們不(bú)難發現,LOM工藝(yì)其實還是(shì)具有傳統切(qiē)削工藝的影子。但隻不過它(tā)不是用大塊原材料進行切割(gē),而是將原來的零部件模型分割成多層,然後進行逐層切(qiē)割。需要注意的是,盡管LOM工藝支持多種材料,但市麵上大多使用紙張作(zuò)為(wéi)其原材料,因此在打印完成後都需要使用砂紙進行磨光,並用密封漆來進行防潮處理,否則打印物件容易受到水分滲透影響。
02
LOM優勢和技(jì)術限製
目前LOM技術能成熟使用的材料相比FDM設(shè)備要少很多,最為成(chéng)熟和常(cháng)用的材料是塗(tú)有熱敏膠的纖(xiān)維紙(zhǐ)。由於原材料的限製,導致打(dǎ)印出的最終產品在性能上僅相當於高級木材,一定程(chéng)度上限(xiàn)製了該技(jì)術的推廣和應用。普遍來說,LOM打印技術的優點主要有(yǒu)以下幾個方(fāng)麵。
成型速度較快。由於LOM無需打印整個切麵,隻(zhī)需要使(shǐ)用激光束(shù)將物體輪廓切割出(chū)來,所(suǒ)以成型速度較快,常用於加工內部結構簡單的大型物件;
成本低。因為沒有涉及化學反應,所以可以滿足大型物件的製作;
不(bú)存在收縮和翹曲變形,無須設計和構建(jiàn)支撐結構。
精度較高。製件(jiàn)在Z方向的精度可(kě)達0.2~0.3 mm,X和Y方向的精度可(kě)達0.1~0.2 mm。
LOM的缺點也非常顯著,主要體現在:
受原材(cái)料限製,成型件的抗拉強(qiáng)度和彈性較差;
不能製(zhì)造中空結構件(jiàn)。難以構建精(jīng)細形狀的物件,僅限(xiàn)於結構簡單的物件;
後(hòu)處理工藝繁瑣。原型(xíng)易吸濕膨脹,需進行防潮等處理流程;
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(jì)術應用
由(yóu)於LOM技術本身的缺陷,致使采(cǎi)用(yòng)該技術的產品較少,應用的行業也(yě)比較狹(xiá)窄。目前多用於以下幾個領域:
直接製作紙質或薄膜等材質的功能製件,用在新(xīn)產品開發中的外觀(guān)評價、結構設計驗證。
通過真(zhēn)空注塑機(jī)製造矽橡膠模具(jù),試製少量新產品。
快速製模(mó),包括鑄造用金屬模具、鑄造用消失模、石蠟件的蠟模等。
當前3D打(dǎ)印市場FDM、SLA、SLM等打印技術占據主流,很多人說LOM技(jì)術是一種逐漸被淘汰的技術。然而有一次研發LOM技術的負責(zé)人告訴小熊:讓市場去檢驗,存在(zài)就有其價值(zhí)。對此,你(nǐ)怎麽看呢?