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详解3D打印LOM技术(2)

时间:2017-02-21 21:30 来源:材料+ 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃

模型Z向离散(分层)是一个切片的过程,它将STL文件格式的CAD模型,根据有利于零件堆积制造而优选的特殊方位,横截成一系列具有一定厚度的薄层,得到每一切层的内外轮廓等几何信息。

层面信息处理就是根据经过分层处理后得到的层面几何信息,通过层面内外轮廓识别及料区的特性判断等,生成成型机工作的数控代码,以便成型机的激光头对每一层面进行精确加工。

层面粘接与加工处理就是将新的切割层与前一层进行粘接,并根据生成的数控代码,对当前面进行加工,它包括对当前面进行截面轮廓切割以及网格切割。

逐层堆积是指当前层与前一层粘结且加工结束后,使零件下降一个层面,送纸机构送上新的纸,成型机再重新加工新的一层,如此反复,直到加工完成。

后处理是对成型机加工完的制件进行必要的处理,如清理掉嵌在加工件中不需要的废料等。余料去除后,为了提高产品表面质量或是进一步的翻制模具,就需要相应的后置处理,如防潮、防水、加固以及打磨产品表面等,经过必要的后置处理后,才能达到快速完成尺寸稳定性、表面质量、精度和强度等相关技术的要求。

LOM技术用材料

LOM材料一般由薄片材料和粘结剂两部分组成,薄片材料根据对原型性能要求的不同可分为:纸片材、金属片材、陶瓷片材、塑料薄膜和复合材料片材。用于LOM纸基的热熔性粘结剂按基体树脂类型分,主要有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物型热熔胶、聚酯类热熔胶、尼龙类热熔胶或其混合物[5]。

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目前LOM基体薄片材料主要是纸材。这种纸由纸质基底和涂覆的粘结剂、改性添加剂组成 。材料成本低,基底在成型过程中始终为固态,没有状态变化,因此翘曲变形小,最适合中、大型零件的成型。在KINERGY公司生产的纸材中,采用了熔化温度较高的粘结剂和特殊的改性添加剂,所以,用这种材料成型的制件坚如硬木(制件水平面上的硬度为18HR,垂直面上的硬度为100HR),表面光滑,有的材料能在200摄氏度下工作,制件的最小壁厚可达0.3-0.5mm,成型过程中只有很小的翘曲变形,即使间断地进行成型也不会出现不粘结的裂缝,成型后工件与废料易分离,经表面涂覆处理后不吸水,有良好的稳定性。

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作为纸基粘合剂的热熔胶是一种可塑性的粘合剂,在一定温度范围内其物理状态随温度改变而改变,而化学特性不变。困扰分层实体打印的一个重要问题就是翘曲问题,而粘合剂的选择往往对零件的翘曲与否有着重要的影响[6]。

现在已经运用LOM方法制造出金属薄板的零件样品,相关工艺也在进一步完善。美国Helsiys 公司采用金属带、不锈钢带为成型材料,利用LOM工艺,通过切割这些金属薄板并层压可以直接制造出金属件或金属模具。这是LOM技术目前发展的一个主要方向。

目前国外3D打印的材料已有100多种,而国产材料仅几十种,许多材料还依赖进口,价格相对高昂。国内对于金属的分层实体打印无论在材料还是在打印,国内开展研究都较少,可以搜集资料不多,纸材、塑料的分层制造技术大多是在模具成型和模型制造方面应用广泛,陶瓷基的3D打印主要是应用于工艺品的制备,距离应用于工程结构件的生产尚存一定差距。

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