LOM 層疊實體制造：沒落中的3D打印技術

2017-03-28 23:49:41

來源：網(wǎng)絡

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關鍵詞： 3D打印,3D打印技術,LOM層疊實體制造

今天帶給大家的技術是LOM層疊實體制造，這種技術并不廣為周知。該技術最早由美國人研制成功，后來由于技術合作被引進中國。目前，南京某公司是全球唯一擁有該技術核心專利的公司，具備全球范圍的壟斷性權利。層疊實體制造也成為眾多3D打印技術中唯一由中國企業(yè)掌握的關鍵技術。

但也正是由于該技術由一家公司完全掌握，以及該技術本身的缺陷，致使采用該技術的行業(yè)相對較少。因此很多人說它是一種沒落的3D打印技術。今天就為你詳細帶來LOM技術的分享。

LOM技術原理

1976年，Paul L Dimatteo在他的專利中提出：利用輪廓跟蹤器，將三維物體轉換成許多的二維薄片，然后用激光切割這些薄片，再利用螺釘、銷釘?shù)葘⑦@一系列的薄片連接成三維物體。該設想便是LOM技術的雛形。

DiMatteo（1974）利用分層堆疊技術設計的模具

層疊實體制造（Laminated Object Manufacturing， LOM），又稱分層實體制造技術，最早由Michael Feygin于1984年提出關于LOM的設想，并于1985年組建了Helisys公司（后為Cubic Technologies公司），后來在1990年推出第一臺商業(yè)機LOM－1015，成功將該技術商業(yè)化。LOM技術是當前世界范圍內(nèi)幾種最成熟的快速成型制造技術之一，主要以片材（如紙片、塑料薄膜或復合材料）作為原材料。一些改進型的LOM 3D打印機能夠打印出媲美二維印刷的色彩，因此受到了人們的關注。

發(fā)明LOM技術的Michael Feygin

第一臺LOM設備LOM－1015

LOM技術的成形原理如下圖所示。激光切割系統(tǒng)按照計算機提取的橫截面輪廓線數(shù)據(jù)，將背面涂有熱熔膠的片材進行切割。切割完一層后，送料機構將新的一層片材疊加上去，利用熱粘壓裝置將已切割層粘合在一起，然后再次重復進行切割。通過逐層地黏合、切割，最終制成三維物件。目前，可供LOM設備打印的材料包括紙、金屬箔、塑料膜、陶瓷膜等。

LOM 層疊實體制造：沒落中的3D打印技術

LOM分層實體制造技術原理圖（圖片來源：南極熊）

我們不難發(fā)現(xiàn)，LOM工藝其實還是具有傳統(tǒng)切削工藝的影子。但只不過它不是用大塊原材料進行切割，而是將原來的零部件模型分割成多層，然后進行逐層切割。需要注意的是，盡管LOM工藝支持多種材料，但市面上大多使用紙張作為其原材料，因此在打印完成后都需要使用砂紙進行磨光，并用密封漆來進行防潮處理，否則打印物件容易受到水分滲透影響。

02 LOM優(yōu)勢和技術限制

目前LOM技術能成熟使用的材料相比FDM設備要少很多，最為成熟和常用的材料是涂有熱敏膠的纖維紙。由于原材料的限制，導致打印出的最終產(chǎn)品在性能上僅相當于高級木材，一定程度上限制了該技術的推廣和應用。普遍來說，LOM打印技術的優(yōu)點主要有以下幾個方面。

·成型速度較快。由于LOM無需打印整個切面，只需要使用激光束將物體輪廓切割出來，所以成型速度較快，常用于加工內(nèi)部結構簡單的大型物件；

·成本低。因為沒有涉及化學反應，所以可以滿足大型物件的制作；

·不存在收縮和翹曲變形，無須設計和構建支撐結構。

·精度較高。制件在Z方向的精度可達0．2～0．3 mm，X和Y方向的精度可達0．1～0．2 mm。

LOM的缺點也非常顯著，主要體現(xiàn)在：

·受原材料限制，成型件的抗拉強度和彈性較差；

·不能制造中空結構件。難以構建精細形狀的物件，僅限于結構簡單的物件；

·后處理工藝繁瑣。原型易吸濕膨脹，需進行防潮等處理流程；

·Z軸精度受材質(zhì)層厚決定，難以直接構建精細的物件。

·需要專門的實驗室環(huán)境，且維護費用高昂。