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3D打印成型工艺及材料

第7章分层实体制造工艺及材料

3D打印技术研究所

gw

南通理工学院

NantongInstituteofTechnology-

4

争

1概述

2成型原理及工艺

3成型系统

4成型材料

5成型影响因素

典型应用

第7章分层实体制造工艺及材料

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NantongInstituteofTechnology

分层实体制造(LaminatedObjectManufacturing,

LOM)或叠层实体制造技术，采用薄片材料(纸、

金属箔、塑料薄膜等),按照模型每层的内外轮廓线

切割薄片材料，得到该层的平面形状，并逐层堆放成零件原型。在堆放时，层与层之间使用粘结剂粘牢，

因此得到的成型模型无内应力、无变形，成型速度快，无需支撑，成本低、成型件精度高。LOM技术自1991

年问世以来，得到迅速发展。LOM技术在出现初期广收料轴

泛使用激光作为切割手段，后期又出现了使用机械刻

刀切割片材的新技术。

控制计算机

一料带

供料轴

LOM成型设备结构原理图

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加工平面

升降台、

7.1概述

CO₂激光器

热压辊

MichaelFeygin于1984年提出了LOM设

想，并于1985年组建了Helisys公司(后为

CubicTechnologies公司),于1990年开发出了世界上第一台商用LOM设备LOM-1015。

Helisys公司研制出多种LOM工艺用的成型材料，可制造用金属薄板制作的成型件，该公司还与Dayton大学合作开发基于陶瓷复合材料的LOM工艺。

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7.1概述

国际上除CubicTechnologies公司(开发了

LPH、LPS和LPF三个系列)外，日本的Kira公司、瑞典的Sparx公司以及新加坡的Kinergy精技私人有限公司和我国清华大学、华中科技大学以及南京紫金立德(与以色列SDLtd合作)等也先后从事LOM工艺的研究与设备的制造。

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7.1概述

紫金立德SolidoSD300成型设备

7.2.1成型原理

原料供应与回收系统将存于其中的原料逐步送至工作台的上方。将底部涂覆有热敏胶的纤维纸

或PVC塑料薄膜通过热压辊的碾压作用与前一层材料粘结在一起，然后让激光束或刻刀按照对CAD模

型切片分层处理后获得的二维截面轮廓数据对当前层的纸进行截面轮廓扫描切割，切割出截面的对应

轮廓，并对当前层的非截面轮廓部分切割成网格状。

然后使工作台下降，再将新的一层材料铺在前一层

的上面，再通过热压辊碾压，使当前层的材料与下

铺纸

压紧粘合

切割轮廓线

面已切割的层粘结在一起，再次由激光束进行扫描

切割。如此反复，直到切割出所有各层的轮廓。

7.2成型原理及工艺

剥离

LOM工艺成型过程

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切割完成

完成

LOM成型制造过程分为前处理、分层叠加成型、后处理三个主要步骤。

具体来说，LOM成型的一般工艺过程大致如下：

(1)第一步：前处理，即图形处理阶段

◆三维建模

◆转换成STL格式

◆切片

7.2成型原理及工艺

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7.2.2成型工艺

7.2成型原理及工艺

激光加热切割辊温速度度与 压力

(2)第二步：分层叠加成

1.设置工艺参数

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7.2.2成型工艺

切碎网格尺寸

激光能量

型

(3)第三步：后处理

◆去除废料

人工方法将原型件从工作台上取下。去

掉边框后，仔细将废料剥离就得到所需的原型。然后抛光、涂漆，以防零件吸湿变形。

7.2成型原理及工艺

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7.2.2成型工艺

LOM工艺多余材料剥落过程

7.2.2成型工艺

(3)第三步：后处理

◆表面涂覆

表面涂覆的好处：

√提高强度

√提高耐热性

√改进抗湿性

√延长原型的寿命

√易于表面打磨等处理LOM原型表