叠层实体快速成型技

叠层实体快速成型技术
袁超逸20114810354
摘要：本文主要介绍了叠层实体快速成型的基本原理以及特点，同时介绍了材料涉及到三个方面薄层材料、粘结剂和涂布工艺，以及针对每个方面都有其性能，要求有详细的介绍。

一．叠层实体制造技术的基本原理以及特点
图1为叠层实体制造技术的原理简图"它由计算机’原材料存储及送进机构’热粘压机构’激光切割系统’可升降工作台和数控系统和机架等组成) 其中"计算机用于接收和存储工件的三维模型"沿模型的高度方向提取一系列的横截面轮廓线"发出控制指令) 原材料存储及送进机构将存于其中的原材料%如底面有热溶胶和添加剂的纸#"逐步送至工作台的上方) 热粘压机构将一层层材料粘合在一起) 激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线"逐一在工作台上方的材料上切割出轮廓线"并将无轮廓区切割成小方网格以便在成形之后能剔除废料) 可升降工作台支撑成形的工件"并在每层成形之后"降低一个材料厚度%通常为便送进’粘合和切割新的一层材料) 数控系统执行计算机发出的指令"控制材料的送进"然后粘和’切割"最终形成三维工件原型)
图1.叠层实体制造技术的原理简图
1激光器 2压滚 3纸材 4材料送进滚筒 5升降台
6("当前叠层轮廓线
2.叠层实体快速成型技术的特点
优点：
1.原材料价格便宜，原型制作成本低
2.制件尺寸大
3.无须后固化处理
4.无须设计和制作支撑结构
5.废料易剥离
6.热物性与机械性能好，可实现切削加工
7.精度高设备可靠性好
8.寿命长操作方便
缺点：
1．不能直接制作塑料工件
2．工件的抗拉强度和弹性不够好
3．工件易吸湿膨胀
4．工件表面有台阶纹，需打磨
二．叠层实体快速成型材料
叠层实体快速成型工艺中的成型材料涉及到三个方面的问题，即薄层材料、粘结剂和涂布工艺。

薄层材料可分为纸、塑料薄膜、金属箔等。

目前的LOM成型材料中的薄层材料多为纸材，而粘结剂一般为热熔胶。

纸材料的选取、热熔胶的配置及涂布工艺均要从保证最终成型零件的质量出发，同时要考虑成本。

对于LOM纸材的性能，要求厚度均匀、具有足够的抗拉强度以及粘结剂有较好的湿润性、涂控性和粘接性等。

下面就纸的性能、热熔胶的要求及除市工艺进行简要的介绍。

1．纸的性能
对于LOM成型材料的纸材，有以下要求：
1）抗湿性。

保证纸原料（卷轴纸）不会因时间长而吸水，从而保证热压过程中不会因水分的损失而产生变形及粘接不牢。

纸的施胶度可用来表示纸张抗水能力的大小。

2）良好的浸润性。

保证良好的涂胶性能。

3）抗拉强度。

保证在加工过程中不被拉断。

4）收缩率小。

保证热压过程中不会团部分水分损失而导致变形，可用纸的伸缩率参数计量。

5）剥离性能好。

因剥离时破坏发生在纸张内，要求纸的垂直方向抗拉强度不是很大。

6）易打磨，表面光滑。

7）稳定性。

成型零件可长时间保存。

2．热熔胶
叠层实体制造中的成型材料多为涂有热熔胶的纸材，层与居之间的粘接是靠热熔腔保证的。

热熔胶的种类很多，其中EV A型热熔胶的需求量最大，占热熔胶消费总量的80％左右。

当然在热熔胶中还要添加某些特殊的组分。

LOM纸材对热熔胶的基本要求为
1）良好的热熔冷固性（约70～100℃开始熔化，室温下固化）。

2）在反复“熔融- 固化”条件下，具有较好的物理化学稳定性。

3）熔融状态下与纸具有较好的涂挂性和涂匀性。

4）与纸具有足够粘接强度。

5）良好的废料分离性能。

3．涂布工艺
涂布工艺包括涂布形状和涂布厚度两个方面。

涂布形状指的是采用均匀式涂布还是非均匀涂布，非均匀涂布又有多种形状。

均匀式涂布采用狭缝式刮板进行涂布，非均匀涂布有条纹式和颗粒式。

一般来讲，非均匀涂布可以减小应力集中，但涂布设备比较贵。

涂布厚度指的是在纸材上涂多厚的胶，选择涂布厚度的原则是在保证可靠粘接的情况下，尽可能涂得薄，以减少变形、溢胶和错移。

表3-6给出了新加坡KINERGY公司生产的三种型号纸材的物性指标。

该公司生产的纸材，采用了熔化温度较高的粘结剂和特殊的改性添加剂，用这种材料成型的制件坚如硬木，表面光滑，成型过程中翘曲变形小，成型后工件与废料易分离，经表面涂覆处理后制件不吸水，具有良好的稳定性。

2.HRP 系列3D 打印机工业级 分层实体制造（LOM ）
1. 简单描述
快速成形过程：
三维CAD模型→SLT文件→成形系统→零件
2. 详细介绍
应用与特点：
1、可直接制件纸质功能件，用作结构验证和功能测试。

2、成形速度快，精度高，运行费用低。

3、可制作尺寸较大的制件，也可制作复杂薄壁件。

4、可直接制作翻砂用模型，替代传统木模。

5、可用转移涂料技术制造铸造用金属模。

6、制作出来的原型件可快速翻制各种模具，如硅橡胶模、金属冷喷模、石膏模、合金模、环氧树脂模和气化模。

参数
成型空间L 450 mm × W 350 mm × H 350 mm 主机外形尺寸L 1750 mm × W 980 mm × H 1500mm 激光器原装进口CO2 激光器，50W
成型材料熔树脂涂覆纸
电源要求50HZ / 220V / 15A
计算机配置主流配置
软件工作平台Windows操作系统
成型软件自主研发，终身免费升级。