Principes du processus
LOM (fabrication d'objets stratifiés)
LOM est un procédé de fabrication additive qui utilise des couches de tôles recouvertes d'adhésif (comme du papier, du plastique, de la feuille métallique ou du ruban céramique) pour construire des objets 3D.Un laser ou une lame coupe chaque couche en fonction de la section transversale numérique avant qu'une nouvelle couche ne soit collée en haut.Le processus consiste à:
Dépôt de couche: Déplier le matériau d'un rouleau d'alimentation et le coller à la pile à l'aide d'un rouleau chauffé qui active l'adhésif.
Coupe transversale: Utilisation d'un laser ou d'une lame pour couper le contour de la couche et couper l'excédent de matériau pour l'enlever.
Réduction de la pile et répétition jusqu'à ce que la pièce soit terminée.
Post-traitement: élimination de l'excès de matière pour révéler l'objet final.
FDM (modélisation de la déposition fusionnée)
Le FDM est un procédé additif à base d'extrusion où les filaments thermoplastiques sont chauffés à un état semi-liquide et déposés couche par couche.
Alimentation du matériau: bobine de filament alimentée par une buse chauffée.
Mouvement de la buse: la buse se déplace horizontalement, déposant du matériau le long du chemin désigné.
Refroidissement de la couche: le matériau déposé refroidit et solidifie rapidement.
Structures de support: nécessaires pour les surplombs, utilisant souvent des matériaux solubles dans l'eau pour être facilement enlevés.
Spécifications techniques
| Caractéristique | LOM | FDM |
| Épaisseur de couche | Varié en fonction de l'épaisseur de la feuille | Généralement 0,1 à 0,3 mm |
| Matériaux | Papiers, plastiques, céramiques, feuilles métalliques | Les thermoplastiques (ABS, PLA, PC, PPSF) |
| Vitesse d'impression | Rapide pour les pièces grandes et simples | Plus lent en raison du processus d'extrusion |
| Précision | Modéré à élevé (± 0,1 mm) | Modérée (± 0,127 ∼ 0,3 mm) |
| Finition de surface | Effets de l'escalier, nécessite le ponçage | Les lignes de couche visibles, peuvent nécessiter une finition |
| Structures de soutien | Pas nécessaire | Exigé pour les surplombs et les géométries complexes |
| Le volume de construction | Des volumes importants sont possibles | Limité par la portée des mouvements de la buse |
| Résistance | Anisotrope (plus faible dans l'axe Z) | Anisotrope (plus faible dans l'axe Z) |
Considérations matérielles
Matériaux du LOM
Papier: le plus courant, peu coûteux, mais hygroscopique (requiert un scellage).
Les films en plastique: une meilleure durabilité que le papier.
Foils métalliques: pour des applications spécialisées nécessitant un équipement spécialisé.
Composites céramiques: en développement pour des applications techniques.
Matériaux FDM
ABS (acrylonitrile butadiène styrène): bonne résistance, émissions légèrement toxiques.
PLA (acide polylactique): Biodégradable, plus facile à imprimer, moins résistant.
PC (polycarbonate): résistance plus élevée et résistance à la température.
PPSF (polyphénylsulfone): la résistance la plus élevée et la résistance thermique.
Filaments composites: Avec des additifs en bois, en métal ou en fibres de carbone.
Lignes directrices de conception
Conception pour le LOM
Optimiser pour le processus: LOM convient aux pièces de grande taille avec des géométries relativement simples.
Évitez les détails complexes: Les détails fins et les cavités internes sont difficiles.
Considérez le post-traitement: tenir compte des exigences en matière d'enlèvement et d'étanchéité du matériau.
Surfaces plates préférées: réduit au minimum l'effet de l'escalier.
Conception pour le FDM
Surplombs et supports: Conçu pour minimiser l'utilisation de matériaux de support.
Épaisseur des parois: assurer une épaisseur minimale des parois pour assurer l'intégrité de la structure.
Tolérances: compte tenu de l'adhérence des couches et de la déformation potentielle.
Orientation: l'orientation de la pièce affecte la résistance et la qualité de la surface.
Applications et cas d'utilisation
Applications typiques du LOM
Conception de modèles et de prototypes pour l'évaluation visuelle.
Modèles de coulée de sable et fabrication de moules (propriétés de bois).
Modèles à grande échelle pour les industries de l'architecture et de l'aérospatiale.
Modèles éducatifs en raison du faible coût du matériel.
Applications typiques du FDM
Prototypage fonctionnel pour les essais de forme et d'ajustement
Pièces d'utilisation finale pour les applications à faible contrainte.
Fabrication d'outils, de jouets et d'appareils.
Dispositifs médicaux et prothèses personnalisés.
Modèles éducatifs et projets de bricolage.
Avantages et limites
Les avantages du LOM
Vitesse de fabrication élevée pour les pièces grandes et simples.
Faible coût des matériaux (en particulier les systèmes à base de papier).
Aucune structure de soutien n'est requise.
Des volumes de construction importants sont possibles.
De bonnes propriétés mécaniques dans le plan XY.
Limites du LOM
Une précision limitée pour les traits fins.
Une finition de surface médiocre nécessite un post-traitement.
Limites matérielles (principalement papier).
Génération de déchets provenant du matériau de support.
La nature hygroscopique nécessite un scellement.
Les avantages de la FDM
Une large sélection de matériaux aux propriétés variées.
Opération adaptée au bureau avec des émissions minimales.
Des capacités d'impression multicolore.
Support soluble dans l'eau pour des géométries complexes.
Équipement et matériaux les moins chers parmi les technologies d'impression 3D.
Limites du FDM
Résistance anisotrope (plus faible dans la direction Z).
Les problèmes d'adhérence des couches peuvent affecter la résistance des pièces.
Les lignes de couches visibles nécessitent un post-traitement pour des surfaces lisses.
Vitesse de fabrication lente pour les pièces haute résolution.
Des problèmes de déformation et de rétrécissement avec certains matériaux.
Exigences après traitement
LOM Post-traitement
Découpe: retrait du support (peut prendre du temps).
Séchage: nécessaire pour empêcher l'absorption de l'humidité (lac, époxy).
Le ponçage: pour réduire l'effet de l'escalier.
Peinture: pour une meilleure apparence.
FDM Post-traitement
Élimination du support: séparation ou dissolution du support.
Le ponçage: lissage des lignes des couches.
Lissage chimique: l'utilisation de solvants (par exemple, l'acétone pour l'ABS).
Pour les pièces cosmétiques.
Annealing: traitement thermique pour améliorer la résistance.
Considérations en matière de coûts
Coûts du LOM
Équipement: Modéré à élevé (30.000$+).
Matériaux: faible coût (en particulier le papier).
Opération: nécessite un environnement dédié, un coût de maintenance élevé.
Travail: temps de post-traitement considérable requis.
Coûts du FDM
Équipement: Faible à modéré (unités de bureau à partir de quelques centaines de dollars).
Matériaux: coût modéré (20-50 $/kg pour les matériaux standard).
Fonctionnement: environnement de bureau possible, faible entretien.
Travail: post-traitement minimal pour les pièces de base.
Impact sur l'environnement
LOM Considérations environnementales
Les systèmes papier sont renouvelables et biodégradables.
Les déchets peuvent être recyclés ou compostés (systèmes de papier).
Consommation d'énergie pendant le traitement.
Considérations environnementales
Les plastiques à base de pétrole ne sont pas biodégradables.
Le PLA est biodégradable dans des conditions industrielles.
Consommation d'énergie pendant l'extrusion.
Des possibilités de recyclage limitées pour les empreintes défectueuses.
Évolution à venir
Les innovations du LOM
Nouveaux matériaux, y compris les métaux, la céramique et les composites.
Amélioration de la précision grâce à de meilleures technologies de coupe.
Traitement plus rapide avec des techniques de collage avancées.
Des capacités d'impression couleur grâce à l'impression à jet d'encre.
Les innovations du FDM
Des matériaux à température plus élevée pour une meilleure performance.
Des vitesses d'impression plus rapides grâce à des conceptions d'extrudeuses avancées.
Impression sur plusieurs matériaux avec des buses interchangeables.
Une résolution plus élevée avec des diamètres de buse plus petits.
Conclusion: choisir la bonne technologie
Sélectionnez LOM lorsque:
Vous avez besoin de pièces grandes et simples rapidement.
Le coût est une préoccupation primordiale (faibles coûts de matériaux).
La finition de la surface n'est pas critique.
Les propriétés de bois sont acceptables ou souhaitables.
Sélectionnez FDM lorsque:
Vous avez besoin de prototypes fonctionnels ou de pièces d'usage final.
La complexité de la conception est élevée avec des surplombs et des caractéristiques internes.
Plusieurs matériaux ou couleurs sont nécessaires.
Le fonctionnement dans un environnement de bureau est préférable.
L'OM et le FDM présentent des avantages et des limites distincts qui les rendent adaptés à différentes applications.Comprendre ces différences est essentiel pour choisir la technologie appropriée pour vos besoins de fabrication spécifiquesComme les deux technologies continuent d'évoluer, nous pouvons nous attendre à voir des améliorations dans les matériaux, la précision et les capacités qui élargiront encore leurs applications dans la fabrication et le prototypage.
