分層實體制造

1、分層實體制造LOM分層實體制造分層實體制造 LOMLOM工藝稱為分層實體制造工藝稱為分層實體制造，由美國，由美國HelisysHelisys公司的公司的Michael FeyginMichael Feygin于于19861986年研制成功。該公司已推出年研制成功。該公司已推出LOM-LOM-10501050和和LOM-2030LOM-2030兩種型號成形機。兩種型號成形機。 研究研究LOMLOM工藝的公司除了工藝的公司除了HelisysHelisys公司，還有日本公司，還有日本KiraKira公司、瑞典公司、瑞典SparxSparx公司、新加坡公司、新加坡KinergyKinergy精技私人有

2、限公司、精技私人有限公司、清華大學(xué)、華中理工大學(xué)等。清華大學(xué)、華中理工大學(xué)等。 LOMLOM是幾種最成熟的快速成型制造技術(shù)之一。這種制造方是幾種最成熟的快速成型制造技術(shù)之一。這種制造方法和設(shè)備自法和設(shè)備自19911991年問世以來，得到迅速發(fā)展。由于疊層實年問世以來，得到迅速發(fā)展。由于疊層實體制造技術(shù)多使用紙材，成本低廉，制件精度高，而且制體制造技術(shù)多使用紙材，成本低廉，制件精度高，而且制造出來的木質(zhì)原型具有外在的美感性和一些特殊的品質(zhì)，造出來的木質(zhì)原型具有外在的美感性和一些特殊的品質(zhì)，因此受到了較為廣泛的關(guān)注，在產(chǎn)品概念設(shè)計可視化、造因此受到了較為廣泛的關(guān)注，在產(chǎn)品概念設(shè)計可視化、造型設(shè)計評

3、估、裝配檢驗、熔模鑄造型芯、砂型鑄造木模、型設(shè)計評估、裝配檢驗、熔模鑄造型芯、砂型鑄造木模、快速制模母模以及直接制模等方面得到了迅速應(yīng)用?？焖僦颇Ｄ改Ｒ约爸苯又颇５确矫娴玫搅搜杆賾?yīng)用。LOM（分層實體制造法）快速成形系統(tǒng)的成形原理 LOMLOM工藝采用工藝采用薄片材料薄片材料，如紙、塑料薄膜等。，如紙、塑料薄膜等。片材表面事先涂覆上一層熱熔膠。加工時，片材表面事先涂覆上一層熱熔膠。加工時，熱壓輥熱壓片材，使之與下面已成形的工件熱壓輥熱壓片材，使之與下面已成形的工件粘接；用粘接；用CO2CO2激光器在剛粘接的新層上切割出激光器在剛粘接的新層上切割出零件截面輪廓和工件外框，并在截面輪廓與零件截面輪

4、廓和工件外框，并在截面輪廓與外框之間多余的區(qū)域內(nèi)切割出上下對齊的網(wǎng)外框之間多余的區(qū)域內(nèi)切割出上下對齊的網(wǎng)格；激光切割完成后，工作臺帶動已成形的格；激光切割完成后，工作臺帶動已成形的工件下降，與帶狀片材工件下降，與帶狀片材( (料帶料帶) )分離；供料機分離；供料機構(gòu)轉(zhuǎn)動收料軸和供料軸，帶動料帶移動，使構(gòu)轉(zhuǎn)動收料軸和供料軸，帶動料帶移動，使新層移到加工區(qū)域；工作臺上升到加工平面；新層移到加工區(qū)域；工作臺上升到加工平面；熱壓輥熱壓，工件的層數(shù)增加一層，高度增熱壓輥熱壓，工件的層數(shù)增加一層，高度增加一個料厚；再在新層上切割截面輪廓。如加一個料厚；再在新層上切割截面輪廓。如此反復(fù)直至零件的所有截面粘接

5、、切割完，此反復(fù)直至零件的所有截面粘接、切割完，得到分層制造的實體零件。得到分層制造的實體零件。在這種快速成形機上，截面輪廓被切割和疊合后所成的制品 如圖所示。其中，所需的工件被廢料小方格包圍，剔除這些小 方格之后，便可得到三維工件。截面輪廓被切割和疊合后所成的制件 LOM流程流程 CAD模型的形成于一般CAD造型過程沒有區(qū)別，其作用是進行零件的三維幾何造型，許多具有三維造型功能的軟件 ，如Pro/E、AutoCAD,UG,CATIA等均可以完成這樣的任務(wù)。利用這些軟件對零件造型以后，還能將零件的實體造型轉(zhuǎn)化為易于對其進行分層處理的三角面片造型格式，即STL格式。 模型Z向分層是一個切片的過程

6、，它將STL文件格式的CAD模型根據(jù)有利于零件堆積制造而優(yōu)選的特殊方位，橫截成一系列具有一定厚度的薄片，得到每一個切片的內(nèi)外輪廓等幾何信息。 層面信息處理就是根據(jù)經(jīng)過分層處理后得到的層面信息，通過層面內(nèi)外輪廓識別及料區(qū)的特性判斷等，生成成型機工作的數(shù)控代碼，以便成型機的激光頭對每一層進行精確加工。 層面粘接與加工處理就是將新的切片與前一層進行粘接，并根據(jù)生成的數(shù)控代碼對當前面進行加工，它包括對前面進行截面輪廓切割以及網(wǎng)格切割。 逐層堆積是指當前層與前一層粘接且加工結(jié)束后，使得零件下降一個層面，送紙機構(gòu)送上新的紙，成型機再重新加工新的一層，如此反復(fù)，直至加工完成。 后處理是對成型機加工完成的制件

7、進行必要的處理，如清洗掉嵌入在工件內(nèi)不需要的廢料。LOM成型機需要的主要裝置根據(jù)LOM工藝的，LOM成型機需要的主要裝置如下：1. 工作臺及升降裝置 工作臺用于放置切割加工后的模型，升降裝置用于實現(xiàn)工作臺的上下運動，以便調(diào)整工作臺的位置以及實現(xiàn)模型的按層堆積。2. 熱壓裝置 通過碾壓裝置作用，以便使加熱了的壓輥將新的輸入紙與前一層進行粘合在一起。3. 激光掃面裝置 使得由激光發(fā)生器發(fā)出的激光束通過反射鏡反射，讓激光按照指定的軌跡運動，切割涂有熱熔膠的紙，從而切割出相應(yīng)的截面輪廓和網(wǎng)格。4. 送紙裝置 當對當前層的紙完成了切割且工作臺下降到一定距離后，利用送紙裝置送入新的紙，以便進行新的切割。5

8、. 其他裝置 為了使LOM成型機完成所需的工作，還需要其他的一些輔助裝置，如緩沖裝置、平衡裝置等。成型材料 分層實體制造中的成形材料為涂有熱熔膠的薄層材料，層與層之間的粘結(jié)是靠熱熔膠保證的。LOM材料一般由薄片材料和熱熔膠兩部分組成。1薄片材料 根據(jù)對原型件性能要求的不同,薄片材料可分為：紙片材、金屬片材、陶瓷片材、塑料薄膜和復(fù)合材料片材。對基體薄片材料有如下性能要求： 抗?jié)裥?良好的浸潤性 抗拉強度 收縮率小 剝離性能好 紙片材應(yīng)用最多。這種紙由紙質(zhì)基底和涂覆的粘結(jié)劑、改性添加劑組成，成本較低。 KINERGY公司生產(chǎn)的紙材采用了熔化溫度較高的粘結(jié)劑和特殊的改性添加劑，成形的制件堅如硬木，表

9、面光滑，有的材料能在200下工作，制件的最小壁厚可達0.30.5 mm，成形過程中只有很小的翹曲變形，即使間斷地進行成形也不會出現(xiàn)不粘結(jié)的裂縫，成形后工件與廢料易分離，經(jīng)表面涂覆處理后不吸水，有良好的穩(wěn)定性。熱熔膠 用于LOM紙基的熱熔膠按基體樹脂劃分，主要有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物型熱熔膠、聚酯類熱熔膠、尼龍類熱熔膠或其混合物。熱熔膠要求有如下性能： 良好的熱熔冷固性能（室溫下固化）； 在反復(fù)“熔融-固化”條件下其物理化學(xué)性能穩(wěn)定； 熔融狀態(tài)下與薄片材料有較好的涂掛性和涂勻性； 足夠的粘接強度； 良好的廢料分離性能。 目前，EVA型熱熔膠應(yīng)用最廣。EVA型熱熔膠由共聚物EVA樹脂、增粘刑、蠟類

10、和抗氧劑等組成。增粘劑的作用是增加對被粘物體的表面粘附性和膠接強度。隨著增粘劑用量增加，流動性、擴散性變好，能提高膠接面的潤濕性和初粘性。但增粘劑用量過多，膠層變脆，內(nèi)聚強度下降。為了防止熱熔膠熱分解、膠變質(zhì)和膠接強度下降，延長膠的使用壽命，一般加入0.52的抗氧劑;為了降低成本，減少固化時的收縮率和過度滲透性，有時加入填料。熱熔膠涂布可分為均勻式涂布和非均勻涂布兩種。均勻式涂布采用狹縫式刮板進行涂布，非均勻涂布有條紋式和顆粒式。一般來講，非均勻涂布可以減少應(yīng)力集中，但涂布設(shè)備比較貴。 LOM原型的用途不同，對薄片材料和熱熔膠的要求也不同。當LOM原型用作功能構(gòu)件或代替木模時，滿足一般性能要求

11、即可。若將LOM原型作為消失模進行精密熔模鑄造，則要求高溫灼燒時LOM原型的發(fā)氣速度較小，發(fā)氣量及殘留灰分較少等。而用LOM原型直接作模具時，還要求片層材料和粘結(jié)劑具有一定的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能。LOM 原型成型的一般工藝過程 LOM成型的全過程可以歸納為前處理、分層疊加成型、后處理3個主要步驟。具體的說，LOM成型的工藝過程大致如下： (1)圖形處理階段。制造一個產(chǎn)品，首先通過三維造型軟件(如：ProE、UG、SolidWorks)進行產(chǎn)品的三維模型構(gòu)造，然后將得到的三維模型轉(zhuǎn)換為STL格式，再將STL格式的模型導(dǎo)人到專用的切片軟件中(如華中科大的HRP軟件)進行切片。 分分層層疊疊加加后后處處理

12、理STL文件文件 切片處理切片處理 設(shè)置工藝參數(shù)設(shè)置工藝參數(shù) 基底制作基底制作 原型制作原型制作 余料去除余料去除 表面質(zhì)量處理表面質(zhì)量處理 提高強硬度處理提高強硬度處理 激光切割速度加熱輥溫度 切片軟件精度 切碎網(wǎng)格尺寸 (2)基底制作。由于工作臺的頻繁起降，所以必須將LOM原型的疊件與工作臺牢固連接，這就需要制作基底，通常設(shè)置35層的疊層作為基底，為了使基底更牢固，可以在制作基底前給工作臺預(yù)熱。 (3)原型制作。制作完基底后，快速成型機就可以根據(jù)事先設(shè)定好的加工工藝參數(shù)自動完成原型的加工制作，而工藝參數(shù)的選擇與原型制作的精度、速度以及質(zhì)量有關(guān)這其中重要的參數(shù)有激光切割速度、加熱輥溫度、激光

13、能量、破碎網(wǎng)格尺寸等。 (4)余料去除。余料去除是一個極其煩瑣的輔助過程，它需要工作人員仔細、耐心，并且最重要的是要熟悉制件的原型這樣在剝離的過程中才不會損壞原型。 (5)后置處理。余料去除以后，為提高原型表面質(zhì)量或需要進一步翻制模具則需對原型進行后置處理如防水、防潮、加同并使其表面光滑等，只有經(jīng)過必要的后置處理工作，才能滿足快速原型表面質(zhì)量、尺寸穩(wěn)定性、精度和強度等要求。分層實體制造工藝后置處理中的表面涂覆 LOM原型經(jīng)過余料去除后，為了提高原型的性能和便于表面打磨，經(jīng)常需要對原型進行表面涂覆處理，表面涂覆的好處有： （1）提高強度；（2）提高耐熱性； （3）改進抗?jié)裥裕唬?）延長原型的壽命

14、； （5）易于表面打磨等處理； （6）經(jīng)涂覆處理后，原型可更好地用于裝配和功能檢驗 分層實體制造技術(shù)的特點: 優(yōu)點：1、 原型精度高 2、 有較高的硬度和較好的機械性能，可進行各種切削加工 3、 無須后固化處理 4、 無須設(shè)計和制作支撐結(jié)構(gòu) 5、 廢料易剝離 6、制件尺寸大 7、原材料價格便宜，原型制作成本低 8、成型速度快分層實體制造方法與其他快速原型制造技術(shù)相比，具有制作效率高、速度快、成本低等優(yōu)點，在我國具有廣闊的應(yīng)用前景。 缺點 1、不能直接制作塑料工件 2、 工件的抗拉強度和彈性不夠好 4、工件表面有臺階紋3、工件易吸濕膨脹5、前后處理費時費力，且不能制造中空結(jié)構(gòu)件。LOM對產(chǎn)品周期

15、的影響 四方面受益 快速成型與傳統(tǒng)加工有著本質(zhì)上的區(qū)別，因此可使設(shè)計者、制造者、推銷者和用戶四方面都得到很大的效益。 1 設(shè)計者 在設(shè)計產(chǎn)品時，通常分為概念設(shè)計及詳細設(shè)計。由于設(shè)計者的能力有限，不可能在短時間內(nèi)，僅憑圖紙上的思維，就把結(jié)構(gòu)、形狀及尺寸等問題考慮得很周全并使結(jié)果優(yōu)化，不但費時費力，往往難免有所疏漏，從而造成返工。為解決上述問題，在現(xiàn)代制造技術(shù)領(lǐng)域中，提出了并行工程的方法，它以小組協(xié)同工作為基礎(chǔ)，通過網(wǎng)絡(luò)共享數(shù)據(jù)等信息資源，來同步考慮產(chǎn)品設(shè)計、制造的有關(guān)技術(shù)問題，從而實現(xiàn)并行設(shè)計的思想。然而，僅僅依靠計算機及數(shù)字模擬，沒有必要的物理模擬手段，也難于完美地進行并行設(shè)計。 采用快速成型

16、技術(shù)之后，設(shè)計者在設(shè)計的最初階段，就能拿到實在的產(chǎn)品樣品，并可在不同階段快速地修改、重做樣品，甚至做出試制用工模具及少量的產(chǎn)品，據(jù)此判斷有關(guān)的各種問題。這給設(shè)計者創(chuàng)造了一個優(yōu)良的設(shè)計環(huán)境，無需多次反復(fù)思考、修改，即可盡快得到優(yōu)化結(jié)果。因此，快速成型技術(shù)是真正實現(xiàn)并行設(shè)計的強有力手段。 2 制造者 制造者在產(chǎn)品設(shè)計的最初階段，也能拿到實在的產(chǎn)品樣品、甚至試制用的工模具及少量產(chǎn)品，這使得他們能及早地對產(chǎn)品設(shè)計提出意見，做好原材料、標準件、外協(xié)加工件、加工工藝和批量生產(chǎn)用工模具等準備，最大限度地減少失誤和返工，大大節(jié)省工時、降低加工成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量。 3 推銷者 推銷者在產(chǎn)品設(shè)計的最初階段，也可拿

17、到產(chǎn)品樣品、甚至少量產(chǎn)品，這使得他們能據(jù)此及早、實在地向用戶宣傳，征求意見，并進行比較準確的市場需求預(yù)測，而不是僅憑抽象的產(chǎn)品描述或一張圖紙、一份樣本來推銷。所以，快速成型技術(shù)的應(yīng)用可以顯著地降低新產(chǎn)品的銷售風險和成本，大大縮短其投放市場的時間和提高競爭能力。 4 用戶 用戶在產(chǎn)品設(shè)計的最初階段，也能見到產(chǎn)品樣品，甚至少量產(chǎn)品，這使得他們及早、深刻地認識產(chǎn)品，進行必要的測試，并且提出有關(guān)的意見，從而可以在盡可能短的時間內(nèi)，以合理的價格得到性能最符合要求的產(chǎn)品。 提 高 分 層 實 體 原 型 制 作 質(zhì) 量 措 施 F(1) 分層實體原型制作誤差分析 1、CAD模型STL文件輸出造成的誤差 2

18、、切片軟件STL文件輸入設(shè)置造成的誤差 3、設(shè)備精度差 約束不一致 成型功率控制不當 切碎網(wǎng)格尺寸問題 工藝參數(shù)不穩(wěn)定 4、成型后環(huán)境引起的變化 熱變形 濕變形（2） 提 高 分 層 實 體 原 型 制 作 精 度 的 措 施 1、在進行STL轉(zhuǎn)換時，可以根據(jù)零件形狀的不同復(fù)雜程度來定。在保證成形件形狀完整平滑的前提下，盡量避免過高的精度。不同的CAD軟件所用的精度范圍也不一樣，例如Pro/E所選用的范圍是0.010.05mm，UG所選用的范圍是0.020.08mm，如果零件細小結(jié)構(gòu)較多可將轉(zhuǎn)換精度設(shè)高一些。 2、STL文件輸出精度的取值應(yīng)與相對應(yīng)的原型制作設(shè)備上切片軟件的精度相匹配。過大會使

19、切割速度嚴重減慢，過小會引起輪廓切割的嚴重失真。 3、模型的成型方向?qū)ぜ焚|(zhì)（尺寸精度、表面粗糙度、強度等）、材料成本和制作時間產(chǎn)生很大的影響。一般而言，無論哪種快速成形方法，由于不易控制工件Z方向的翹曲變形等原因，工件的X-Y方向的尺寸精度比Z方向的更易保證，應(yīng)該將精度要求較高的輪廓盡可能放置在X-Y平面。 4、切碎網(wǎng)格的尺寸有多種設(shè)定方法。當原型形狀比較簡單時，可以將網(wǎng)格尺寸設(shè)大一些，提高成型效率；當形狀復(fù)雜或零件內(nèi)部有廢料時，可以采用變網(wǎng)格尺寸的方法進行設(shè)定，即在零件外部采用大網(wǎng)格劃分，零件內(nèi)部采用小網(wǎng)格劃分。5、 處理濕脹變形的一般方法是涂漆。為考察原型的吸濕性及涂漆的防濕效果，選取

20、尺寸相同的通過快速成型機成型的長方形疊層塊經(jīng)過不同處理后，置入水中10min進行實驗，其尺寸和重量的變化情況如下表所示。從此表可以看出，未經(jīng)任何處理的疊層塊對水分十分敏感，在水中浸泡10min，疊層方向便漲高45mm，增長41%，而且水平方向的尺寸也略有增長，吸入水分的重量達164g，說明未經(jīng)處理的LOM原型是無法在水中進行使用，或者在潮濕環(huán)境中不宜存放太久。為此，將疊層塊涂上薄層油漆進行防濕處理。從實驗結(jié)果看，涂漆起到了明顯的防濕效果。在相同浸水時間內(nèi)，疊層方向僅增長3mm，吸水重量僅4g。當涂刷兩層漆后，原型尺寸已得到穩(wěn)定控制，防濕效果已十分理想。 紙材的最顯著缺點是對濕度極其敏感，LOM

21、原型吸濕后疊層方向尺寸增長，嚴重時疊層會相互之間脫離。為避免因吸濕而引起的這些后果，在原型剝離后短期內(nèi)應(yīng)迅速進行密封處理。表面涂覆可以實現(xiàn)良好的密封，而且同時可以提高原型的強度和抗熱抗?jié)裥浴７謱訉嶓w制造對激光器及其控制有特殊的要求： 激光輸出能量穩(wěn)定且能夠隨掃描速度變化而變化，因此設(shè)備需要裝備自動匹配軟件，使之能夠根據(jù)激光的瞬時切割速度自動調(diào)節(jié)激光輸出功率。在快速切割直線時有足夠的切割功率，在低速切割圓弧曲線時有較低的切割功率。 激光器能夠快速開啟和關(guān)閉。 激光束光斑尺寸能夠自動補償，能自動快速識別截面的內(nèi)、外輪廓邊界，能根據(jù)激光的光斑尺寸自動向內(nèi)或向外偏移半個光斑尺寸，從而保證了實際邊界輪廓

22、與理論邊界輪廓的一致。 在成型由分段折線圍成輪廓的切片截面時，激光頭存在多次啟停現(xiàn)象。在切割一條折線段時，激光頭從開始啟動、加速最后達到勻速。在要切割完畢時，掃描速度則存在相反的變化過程，從恒定的掃描速度開始，經(jīng)過減速最后變?yōu)榱恪Ｈ绻劬€段長度很短，則過渡過程在切割過程中所占比例很大。如果激光器輸出功率不變，當掃描速度變小時，激光頭在特定距離內(nèi)停留時間延長，成形紙吸收能量增加，激光熱影響區(qū)擴大，使切口變寬，尺寸精度降低。當掃描速度變大時，激光頭在特定距離內(nèi)停留時間縮短，激光能量難以進行切割。因此在LOM成形中，激光功率與掃描速度的匹配至關(guān)重要，激光輸出能量穩(wěn)定且能夠隨掃描速度變化具有重要意義。

23、分層實體制造的成型效率影響分層實體制造效率的因素很多，在實際生產(chǎn)中，可以從設(shè)備、工藝、控制各個方面進行優(yōu)化和完善，以達到提高成型效率的目的。 將加工平面分為不同加工區(qū)域進行并行加工，控制系統(tǒng)同時驅(qū)動多套掃描系統(tǒng)進行快速成型，可以顯著提高成型效率。例如將一個矩形區(qū)域分割為兩個區(qū)域進行并行加工，成型效率可以提高40% 在普通LOM工藝中，激光掃描切割后工作臺下降實現(xiàn)剩余紙與成型件的分離，這種方法的脫紙效率很低。通過分析脫紙工藝可知，脫紙操作的實質(zhì)是使切割邊框與工作臺相對運動保持定距離?；谶@原則利用涂敷紙上升實現(xiàn)脫紙，縮短成形周期的30%。 在普通LOM工藝中，各工藝階段為順序排列，即每一個工藝過

24、程結(jié)束后，再開始下一個過程。通過對工藝的分析，結(jié)合控制系統(tǒng)的硬件特性以及對多個過程的并行控制，對部分進程疊加進行，可以縮短成形周期。通過對掃描機構(gòu)慣性問題的分析以及掃描速度與激光功率實時匹配問題的研究，提高激光掃描加工速度，進而提高成型效率。通過研究開發(fā)適合大型原型成形的熱壓系統(tǒng)，提高熱壓工藝的傳熱效率和熱壓速度，可以實現(xiàn)總體效率的提高。網(wǎng)格處理注意項成型后的模型完全埋在廢料中，需要將廢料劃分成碎塊才能與零件分離，因此需要在成型過程中對每一個加工層面用激光將廢料部分劃分成網(wǎng)格，在高度方向上廢料網(wǎng)格保持位置和大小一致，加工完成后廢料就成為可以分離的小碎塊。網(wǎng)格的劃分方式直接影響模型的加工效率和廢

25、料的可剝離性，過密的網(wǎng)格雖然容易廢料剝離，但是加工切割網(wǎng)格花費的時間過長，稀疏的網(wǎng)格導(dǎo)致廢料很難剝離，甚至損壞制件細節(jié)。圖5 -22所示為廢料的清理過程。 從廢料剝離的角度來說，網(wǎng)格劃分應(yīng)該滿足以下要求： 網(wǎng)格層間一致。只有網(wǎng)格線在層與層之間的位置和間距一致，才能保證形成有效的切口，廢料才能被劃分成碎塊。 對制件的凹洞等部分，需要根據(jù)凹洞的窄小程度，劃分致密網(wǎng)格，否則凹洞將難以掏空。 尖角、薄壁等制件的細小部分位置附近，要專門劃分網(wǎng)格，否則剝離廢料時會損傷工件。 如果制件在加工方向上有突變，則需要在突變處劃分致密的細網(wǎng)格，否則廢料會和制件粘連在一起。在此基礎(chǔ)上，更多的網(wǎng)格不會顯著提高廢料的可剝

26、離性，反而會導(dǎo)致廢料碎塊太小而延長剝離時間，激光切割時間大大延長，降低成型效率?？招谐虄?yōu)化x、y軸通過滾軸絲杠傳動，因此機械慣性大，加工速度低。在實際運動過程中，輪廓和網(wǎng)格線的切割時間受制于設(shè)備性能，不可能提高，所以減少空行程就顯得特別重要?？招谐淌侵讣す忸^從一個輪廓環(huán)移動到另一個廓環(huán)，或者從一個網(wǎng)格線移動到另一個網(wǎng)格線的過程，在此期間激光不開啟?？招谐痰倪\行時間直接依賴于軟件設(shè)置的加工順序，通過對路徑進行優(yōu)化可以顯著減少空行程時間，對網(wǎng)格線的加工也可以進行類似優(yōu)化。對輪廊和網(wǎng)格的路徑與加工順序進行優(yōu)化能顯著提高LOM的加工速度。圖5-23所示的實線表示輪廓環(huán)，黑點為環(huán)加工起點，虛線表示空行程

27、。路徑優(yōu)化后的空行程時間顯然要少得多。分層實體制造工藝的應(yīng)用示例 1、汽車車燈隨著汽車制造業(yè)的迅猛發(fā)展，車型更新?lián)Q代的周期不斷縮短，導(dǎo)致對與整車配套的各主要部件的設(shè)計也提出了更高要求。其中，汽車車燈組件的設(shè)計，要求在內(nèi)部結(jié)構(gòu)滿足裝配和使用要求外，其外觀的設(shè)計也必須達到與車體外形的完美統(tǒng)一。車燈設(shè)計與生產(chǎn)的專業(yè)廠家傳統(tǒng)的開發(fā)手段受到了嚴重的挑戰(zhàn)?？焖俪尚图夹g(shù)的出現(xiàn)，較好地迎合了車燈結(jié)構(gòu)與外觀開發(fā)的需求。下面為某車燈配件公司為國內(nèi)某大型汽車制造廠開發(fā)的某型號轎車車燈LOM原型，通過與整車的裝配檢驗和評估，顯著提高了該組車燈的開發(fā)效率和成功率。 轎車后組合燈轎車前照燈2、鑄鐵手柄 某機床操作手柄為鑄

28、鐵件，人工方式制作砂型鑄造用的木模十分費時困難，而且精度得不到保證。隨著CADCAM技術(shù)的發(fā)展和普及，具有復(fù)雜曲面形狀的手柄的設(shè)計直接在CAD/CAM軟件平臺上完成，借助快速成型技術(shù)尤其是疊層實體制造技術(shù)，可以直接由CAD模型高精度地快速制作砂型鑄造的木模，克服了人工制作的局限和困難，極大地縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)的周期并提高了產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。下圖為鑄鐵手柄的CAD模型和LOM原型。 CAD模型LOM原型3、LOM原型在制鞋業(yè)中的應(yīng)用 當前國際上制鞋業(yè)的競爭日益激烈，而美國Wolverine World Wide 公司無論在國際還是美國國內(nèi)市場都一直保持著旺盛的銷售勢頭，該公司鞋類產(chǎn)品的款式一直保持著

29、快速的更新，時時能夠為顧客提供高質(zhì)量的產(chǎn)品，而使用PowerSHAPE軟件和Helysis公司的LOM快速原型加工技術(shù)是Wolverine World Wide 公司成功的關(guān)鍵。 Wolverine 的設(shè)計師們首先設(shè)計鞋底和鞋跟的模型或圖形，從不同角度用各種材料產(chǎn)生三維光照模型顯示，這種高質(zhì)的圖像顯示使得在開發(fā)過程中能及早地排除任何看起來不好的裝飾和設(shè)計。 即使前期的設(shè)計已經(jīng)排除了許多不理想的地方，但是投入加工之前，Wolverine公司仍然需要有實物模型。鞋底和鞋跟的LOM模型非常精巧，但其外觀是木質(zhì)的，為使模型看起來更真實，可在LOM表面噴涂產(chǎn)生不同材質(zhì)效果。 每一種鞋底配上適當?shù)男婧笊?/p>

30、產(chǎn)若干雙樣品，放到主要的零售店展示，以收集顧客的意見。根據(jù)顧客所反饋的意見，計算機能快速地修改模型，根據(jù)需要，可再產(chǎn)生相應(yīng)的LOM模型和式樣。 分層實體制造產(chǎn)品分層實體制造的發(fā)展 LOMLOM技術(shù)是一種具有廣泛應(yīng)用前景的、技術(shù)是一種具有廣泛應(yīng)用前景的、正在不斷完善的高新技術(shù)，已經(jīng)在產(chǎn)品正在不斷完善的高新技術(shù)，已經(jīng)在產(chǎn)品設(shè)汁與制造方面發(fā)揮重要作用。隨著市設(shè)汁與制造方面發(fā)揮重要作用。隨著市場競爭的日趨激烈，該技術(shù)將會被越來場競爭的日趨激烈，該技術(shù)將會被越來越多的企業(yè)采用，對企業(yè)的發(fā)展將發(fā)揮越多的企業(yè)采用，對企業(yè)的發(fā)展將發(fā)揮越來越重要的作用，并將給企業(yè)帶來巨越來越重要的作用，并將給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。同時，大的經(jīng)濟效益。同時，LOMLOM技術(shù)作為多技術(shù)作為多學(xué)科交叉的專業(yè)技術(shù)，其本身的發(fā)展也學(xué)科交叉的專業(yè)技術(shù)，其本身的發(fā)展也將推動相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。將推動相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)