Procesprincipes
LOM (Laminated Object Manufacturing)
LOM is een additief fabricageproces dat lagen van met lijm bedekte plaatmaterialen (zoals papier, plastic, metaalfolie of keramische tape) gebruikt om 3D-objecten te construeren. Een laser of mes snijdt elke laag volgens de digitale dwarsdoorsnede voordat een nieuwe laag erbovenop wordt gebonden. Het proces omvat:
Laagafzetting: materiaal afwikkelen van een aanvoerrol en deze aan de stapel hechten met behulp van een verwarmde roller die de lijm activeert.
Dwarsdoorsnede snijden: Een laser of mes gebruiken om de omtrek van de laag te snijden en overtollig materiaal te kruisbestralen voor verwijdering.
Stapelverlaging en herhaling totdat het onderdeel klaar is.
Nabehandeling: overtollig materiaal verwijderen om het uiteindelijke object te onthullen.
FDM (Fused Deposition Modeling)
FDM is een extrusiegebaseerd additief proces waarbij thermoplastische filamenten worden verwarmd tot een semi-vloeibare toestand en laag voor laag worden afgezet. Het proces omvat:
Materiaalvoeding: Filament spoel gevoed door een verwarmd mondstuk.
Mondstukbeweging: Het mondstuk beweegt horizontaal en zet materiaal af langs het aangewezen pad.
Laagkoeling: Afgezet materiaal koelt af en stolt snel.
Ondersteuningsstructuren: Vereist voor overhangen, vaak met behulp van in water oplosbare materialen voor eenvoudige verwijdering.
Technische specificaties
| Kenmerk | LOM | FDM |
| Laagdikte | Varieert met de dikte van het plaatwerk | Meestal 0,1–0,3 mm |
| Materialen | Papier, kunststoffen, keramiek, metaalfolies | Thermoplasten (ABS, PLA, PC, PPSF) |
| Printsnelheid | Snel voor grote, eenvoudige onderdelen | Langzamer door het extrusieproces |
| Nauwkeurigheid | Matig tot hoog (±0,1 mm) | Matig (±0,127–0,3 mm) |
| Oppervlakteafwerking | Trapeffect, vereist schuren | Laaglijnen zichtbaar, kan afwerking vereisen |
| Ondersteuningsstructuren | Niet vereist | Vereist voor overhangen en complexe geometrieën |
| Bouwvolume | Grote volumes mogelijk | Beperkt door het bewegingsbereik van het mondstuk |
| Sterkte | Anisotroop (zwakker in Z-as) | Anisotroop (zwakker in Z-as) |
Materiaaloverwegingen
LOM-materialen
Papier: Meest voorkomend, lage kosten, maar hygroscopisch (vereist afdichting).
Plastic folies: Betere duurzaamheid dan papier.
Metaalfolies: Voor gespecialiseerde toepassingen, waarvoor gespecialiseerde apparatuur nodig is.
Keramische composieten: In ontwikkeling voor technische toepassingen.
FDM-materialen
ABS (Acrylonitril Butadieen Styreen): Goede sterkte, licht giftige emissies.
PLA (Polymelkzuur): Biologisch afbreekbaar, gemakkelijker te printen, lagere sterkte.
PC (Polycarbonaat): Hogere sterkte en temperatuurbestendigheid.
PPSF (Polyphenylsulfon): Hoogste sterkte en thermische weerstand.
Composietfilamenten: Met hout-, metaal- of koolstofvezeladditieven.
Ontwerprichtlijnen
Ontwerpen voor LOM
Optimaliseer voor het proces: LOM is geschikt voor grote onderdelen met relatief eenvoudige geometrieën.
Vermijd ingewikkelde kenmerken: Fijne details en interne holtes zijn moeilijk.
Overweeg nabehandeling: Houd rekening met materiaalverwijdering en afdichtingsvereisten.
Vlakke oppervlakken de voorkeur: Minimaliseert het trapeffect.
Ontwerpen voor FDM
Overhangen en ondersteuningen: Ontwerp om het gebruik van ondersteuningsmateriaal te minimaliseren.
Wanddikte: Zorg voor een minimale wanddikte voor structurele integriteit.
Toleranties: Houd rekening met laaghechting en mogelijke kromtrekken.
Oriëntatie: Onderdeeloriëntatie beïnvloedt de sterkte en oppervlaktekwaliteit.
Toepassingen en use cases
Typische LOM-toepassingen
Conceptmodellen en prototypes voor visuele beoordeling.
Zandgietpatronen en vormmaken (houtachtige eigenschappen).
Grootschalige modellen voor de architectuur- en lucht- en ruimtevaartindustrie.
Educatieve modellen vanwege de lage materiaalkosten.
Typische FDM-toepassingen
Functionele prototyping voor vorm- en passtests.
Eindgebruikonderdelen voor toepassingen met lage belasting.
Productiegereedschappen, mallen en armaturen.
Aangepaste medische hulpmiddelen en prothesen.
Educatieve modellen en doe-het-zelfprojecten.
Voordelen en beperkingen
LOM-voordelen
Hoge bouwsnelheid voor grote, eenvoudige onderdelen.
Lage materiaalkosten (vooral op papier gebaseerde systemen).
Geen ondersteuningsstructuren vereist.
Grote bouwvolumes mogelijk.
Goede mechanische eigenschappen in XY-vlak.
LOM-beperkingen
Beperkte nauwkeurigheid voor fijne details.
Slechte oppervlakteafwerking vereist nabehandeling.
Materiaalbeperkingen (voornamelijk papier).
Afvalgeneratie van ondersteuningsmateriaal.
Hygroscopische aard vereist afdichting.
FDM-voordelen
Brede materiaalselectie met verschillende eigenschappen.
Kantoorvriendelijke werking met minimale emissies.
Mogelijkheden voor afdrukken in meerdere kleuren.
In water oplosbare ondersteuningen voor complexe geometrieën.
Laagste kosten voor apparatuur en materialen van 3D-printtechnologieën.
FDM-beperkingen
Anisotrope sterkte (zwakker in Z-richting).
Problemen met laaghechting kunnen de sterkte van het onderdeel beïnvloeden.
Zichtbare laaglijnen vereisen nabehandeling voor gladde oppervlakken.
Lage bouwsnelheden voor onderdelen met hoge resolutie.
Problemen met kromtrekken en krimpen met sommige materialen.
Nabehandelingsvereisten
LOM-nabehandeling
Decuberen: Ondersteuningsmateriaal verwijderen (kan tijdrovend zijn).
Afdichting: Vereist om vochtopname te voorkomen (vernis, epoxy).
Schuren: Om het trapeffect te verminderen.
Schilderen: Voor een betere uitstraling.
FDM-nabehandeling
Ondersteuning verwijderen: Ondersteuningsmateriaal afbreken of oplossen.
Schuren: Laaglijnen gladmaken.
Chemisch gladmaken: Oplosmiddelen gebruiken (bijv. aceton voor ABS).
Grondverf en schilderen: Voor cosmetische onderdelen.
Uitgloeien: Warmtebehandeling om de sterkte te verbeteren.
Kostenoverwegingen
LOM-kosten
Apparatuur: Matig tot hoog (30.000+ dollar).
Materialen: Lage kosten (vooral papier).
Werking: Vereist een speciale omgeving, onderhoudskosten hoog.
Arbeid: Aanzienlijke nabehandelingstijd vereist.
FDM-kosten
Apparatuur: Laag tot matig (desktop-eenheden vanaf een paar honderd dollar).
Materialen: Matige kosten (20-50 dollar/kg voor standaardmaterialen).
Werking: Kantooromgeving mogelijk, weinig onderhoud.
Arbeid: Minimale nabehandeling voor basisonderdelen.
Milieu-impact
LOM Milieuoverwegingen
Op papier gebaseerde systemen zijn hernieuwbaar en biologisch afbreekbaar.
Afvalmateriaal kan worden gerecycled of gecomposteerd (papiersystemen).
Energieverbruik tijdens de verwerking.
FDM Milieuoverwegingen
Op aardolie gebaseerde kunststoffen (ABS) zijn niet biologisch afbreekbaar.
PLA is biologisch afbreekbaar onder industriële omstandigheden.
Energieverbruik tijdens extrusie.
Beperkte recyclingopties voor mislukte afdrukken.
Toekomstige ontwikkelingen
LOM-innovaties
Nieuwe materialen, waaronder metalen, keramiek en composieten.
Verbeterde nauwkeurigheid door betere snijtechnologieën.
Snellere verwerking met geavanceerde bindtechnieken.
Mogelijkheden voor afdrukken in kleur door middel van inkjetprinten.
FDM-innovaties
Materialen met hogere temperatuur voor betere prestaties.
Snellere printsnelheden door geavanceerde extruderontwerpen.
Multi-materiaal printen met verwisselbare mondstukken.
Hogere resolutie met kleinere mondstukdiameters.
Conclusie: De juiste technologie selecteren
Kies LOM wanneer:
U snel grote, eenvoudige onderdelen nodig heeft.
Kosten een primaire zorg zijn (lage materiaalkosten).
Oppervlakteafwerking niet kritisch is.
Houtachtige eigenschappen acceptabel of wenselijk zijn.
Kies FDM wanneer:
U functionele prototypes of eindgebruikonderdelen nodig heeft.
De ontwerpcomplexiteit hoog is met overhangen en interne kenmerken.
Meerdere materialen of kleuren nodig zijn.
Een kantooromgeving de voorkeur heeft.
Zowel LOM als FDM hebben duidelijke voordelen en beperkingen die ze geschikt maken voor verschillende toepassingen. Het begrijpen van deze verschillen is essentieel voor het selecteren van de juiste technologie voor uw specifieke productiebehoeften. Omdat beide technologieën zich blijven ontwikkelen, kunnen we verbeteringen verwachten in materialen, nauwkeurigheid en mogelijkheden die hun toepassingen in productie en prototyping verder zullen uitbreiden.
