LOM分層制造技術(shù)

1、焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University 疊層實體制造技術(shù) 資料：http:/ 郭 焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University 疊層實體制造工藝 疊層實體制造技術(shù)（Laminated Object Manufacturing，簡稱LOM）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1991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、快速制造母模以及直接制模等方面得

2、到了迅速應(yīng)用。 焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University由計算機(jī)、材料存儲及送進(jìn)機(jī)構(gòu)、熱粘壓機(jī)構(gòu)、激光切割系統(tǒng)、可升降工作臺和數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)架等組成。首先在工作臺上制作基底，工作臺下降，送紙滾筒送進(jìn)一個步距的紙材，工作臺回升，熱壓滾筒 滾壓背面涂有熱熔膠的紙材，將當(dāng)前迭層與原來制作好的迭層或基底粘貼在一起，切片軟件根據(jù)模型當(dāng)前層面的輪廓控制激光器進(jìn)行層面切割，逐層制作，當(dāng)全部迭層制作完畢后，再將多余廢料去除。一、基本原理和特點基本原理和特點 基本原理:焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University 在這種快速成形機(jī)上，截面輪廓被切割和疊合后所成的制品 如圖所示。其中，所

3、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 焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University疊層實體制造技術(shù)的特點疊層實體制造技術(shù)的特點: 原型精度高 有較高的硬度和較好的機(jī)械性能，可進(jìn)行各種切削加工 無須后固化處理 無須設(shè)計和制作支撐結(jié)構(gòu) 廢料易剝離 制件尺寸大 原材料價格便宜，原型制作成本低 設(shè)備可靠性高，壽命長 不能直接制作塑料工件 工件的抗拉強(qiáng)度和彈性不夠好 工件易吸濕膨脹 工件表面有臺階紋 疊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。 缺缺 點點優(yōu)優(yōu) 點點

4、焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao UniversityHRP-III LOM 激光快速成型機(jī)激光快速成型機(jī)HRP-III LOM 激光快速成型機(jī)是華中理工大學(xué)快速制造中心與武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司生產(chǎn)的用于快速原型制造的商品化設(shè)備，該設(shè)備可在無人看管下運行，其主要技術(shù)指標(biāo)可達(dá)到世界先進(jìn)水平。焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao UniversityLOM原型 焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University 分分層層疊疊加加前前處處理理后后處處理理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

5、理 提高強(qiáng)硬度處理提高強(qiáng)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 二、疊層實體制造工藝過程二、疊層實體制造工藝過程 焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University 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(jìn)行表面涂覆處理，表面涂覆的好處有： （1）提高強(qiáng)度； （2）提高耐熱性； （3）改進(jìn)抗?jié)裥裕?（4）延長原型的壽命； （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。 三、疊層實體制造工藝后置處理中的表面涂覆疊層實體制造工藝后置處理中的表面涂覆 紙材的最顯著缺點是對濕度極其敏感，LOM原型吸濕后疊層

6、方向尺寸增長，嚴(yán)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(jìn)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(qiáng)度和抗熱抗?jié)裥?。（一）表面涂覆的必要性焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University原型表面涂覆的示意圖 焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University 表面涂覆使用的材料一般為雙組分的環(huán)氧樹脂，如TCC630和TCC115N硬化劑等。原型通過表面涂覆處理后，尺寸穩(wěn)定而且壽命也得到了提高。（1）將剝離后的原型表面用砂紙輕輕打磨，如圖所示： （二）表面涂覆的工藝過程焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao Universit

7、y（2）按規(guī)定比例配備環(huán)氧樹脂（重量比：100份TCC-630配20份TCC-115N），并混合均勻； （3）在原型上涂刷一薄層混合后的材料，因材料的粘度較低，材料會很容易浸入紙基的原型中，浸入的深度可以達(dá)到1.21.5mm；（4）再次涂覆同樣的混合后的環(huán)氧樹脂材料以填充表面的溝痕并長時間固化，如圖所示： 焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University（5）對表面已經(jīng)涂覆了堅硬的環(huán)氧樹脂材料的原型再次用砂紙進(jìn)行打磨，打磨之前和打磨過程中應(yīng)注意測量原型的尺寸，以確保原型尺寸在要求的公差范圍之內(nèi)； （6）對原型表面進(jìn)行拋光，達(dá)到無劃痕的表面質(zhì)量之后進(jìn)行透明涂層的噴涂，以增加表面的外觀效果

8、，如圖所示。 焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University 通過上述表面涂覆處理后，原型的強(qiáng)度和耐熱防濕性能得到了顯著提高，將處理完畢的原型浸入水中，進(jìn)行尺寸穩(wěn)定性的檢測，實驗結(jié)果如圖所示：焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University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(dá)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(yán)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

9、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。 四、疊層實體制造工藝的應(yīng)用示例疊層實體制造工藝的應(yīng)用示例 1、汽車車燈 焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University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(dá)到與車體外形的完美統(tǒng)一。 快速成型技術(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，

10、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。 五、疊層實體制造工藝的應(yīng)用示例疊層實體制造工藝的應(yīng)用示例 1、汽車車燈 轎車前照燈轎車后組合燈 根據(jù)魯?shù)秘惞咎岢龅霓I車系列車燈產(chǎn)品開發(fā)要求，利用HRP-III 型LOM 激光快速成型機(jī)按三維計算機(jī)模型進(jìn)行各種車燈的快速原型制造，上圖為本轎車前照燈和后組合車燈產(chǎn)品的LOM原型。 根據(jù)魯?shù)秘惞咎岢龅囊黄讲窈蠼M合燈產(chǎn)品開發(fā)要求，利用HRP-III 型LOM 激光快速成型機(jī)按三維計算機(jī)模型進(jìn)行該組各種車燈的快速原型制造，本組圖片為該系列燈型產(chǎn)品的LOM原型。焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University某機(jī)床操作手柄

11、為鑄鐵件，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。 2、鑄鐵手柄 CAD模型LOM原型焊接實驗室焊接實驗室HuaQiao University當(dāng)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

12、的銷售勢頭，該公司鞋類產(chǎn)品的款式一直保持著快速的更新，時時能夠為顧客提供高質(zhì)量的產(chǎn)品，而使用PowerSHAPE軟件LOM快速原型加工技術(shù)是該 公司成功的關(guān)鍵。 3、LOM原型在制鞋業(yè)中的應(yīng)用 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(dāng)?shù)男婧笊a(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(jī)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。 根據(jù)山東長通通訊公司提出的探測儀產(chǎn)品開發(fā)要求，利用HRP-III 型LOM 激光快速成型機(jī)按三維計算機(jī)模型進(jìn)行各零部件快速原型制造，上圖為本產(chǎn)品的各零件的LOM原型。上上 蓋蓋底底 座座 根據(jù)山東長通通訊公司提出的信號發(fā)生器產(chǎn)品開發(fā)要求，利用HRP-III 型LOM 激光快速成型機(jī)按三維計算機(jī)模型進(jìn)行各零部件快速原型制造，本圖為該產(chǎn)品的部分零件的LOM原型。裝裝 配配 根據(jù)山東聊城中通客車股份有限公司