Princípios de processo
LOM (fabricação de objetos laminados)
O LOM é um processo de fabricação aditiva que usa camadas de materiais de folha revestidos de adesivo (como papel, plástico, folha de metal ou fita cerâmica) para construir objetos 3D.Um laser ou lâmina corta cada camada de acordo com a seção digital antes de uma nova camada ser ligada em cimaO processo envolve:
Deposição de camada: Descolar o material de um rolo de alimentação e ligá-lo à pilha usando um rolo aquecido que ativa o adesivo.
Cortar por secção transversal: Usar um laser ou uma lâmina para cortar o contorno da camada e cortar o excesso de material para remoção.
Abaixar a pilha e repetir até que a peça esteja completa.
Pós-processamento: remoção do excesso de material para revelar o objeto final.
FDM (modelagem de deposição fundida)
FDM é um processo aditivo baseado em extrusão em que os filamentos termoplásticos são aquecidos até um estado semi-líquido e depositados camada por camada.
Alimentação do material: bobina de filamento alimentada através de um bico aquecido.
Movimento do bico: O bico se move horizontalmente, depositando material ao longo do caminho designado.
Refrigeração da camada: o material depositado esfria e solidifica-se rapidamente.
Estruturas de suporte: necessárias para sobressaltos, muitas vezes usando materiais solúveis em água para facilitar a remoção.
Especificações técnicas
| Características | LOM | FDM |
| Espessura da camada | Varia com a espessura da chapa | Normalmente 0,1 ∼ 0,3 mm |
| Materiais | Papel, plásticos, cerâmica, folhas metálicas | Materiais termoplásticos (ABS, PLA, PC, PPSF) |
| Velocidade de impressão | Rápido para peças grandes e simples | Mais lento devido ao processo de extrusão |
| Precisão | Moderado a elevado (± 0,1 mm) | Moderado (± 0,127 ∼ 0,3 mm) |
| Revestimento de superfície | Efeito escada-passo, requer lixação | Linhas de camada visíveis, podem exigir acabamento |
| Estruturas de apoio | Não é necessário | Requeridos para salientes e geometrias complexas |
| Volume de construção | Grandes volumes possíveis | Limitado pelo intervalo de movimento do bico |
| Força | Anisotrópico (mais fraco no eixo Z) | Anisotrópico (mais fraco no eixo Z) |
Considerações materiais
Materiais da LOM
Papel: O mais comum, de baixo custo, mas higroscópico (requer vedação).
Películas de plástico: melhor durabilidade do que papel.
Folhas metálicas: para aplicações especializadas, que requerem equipamento especializado.
Compósitos cerâmicos: em desenvolvimento para aplicações técnicas.
Materiais FDM
ABS (acrilonitril butadieno-stireno): boa resistência, emissões ligeiramente tóxicas.
PLA (ácido poliláctico): biodegradável, mais fácil de imprimir, menor resistência.
PC (policarbonato): maior resistência e resistência à temperatura.
PPSF (Polyphenylsulfone): Maior resistência e resistência térmica.
Filamentos compostos: Com aditivos de madeira, metal ou fibra de carbono.
Orientações de conceção
Projeto para LOM
Otimizar para o processo: O LOM é adequado para peças grandes com geometrias relativamente simples.
Evite características complicadas: Detalhes finos e cavidades internas são difíceis.
Considerar o pós-processamento: ter em conta os requisitos de remoção e vedação do material.
Superfícies planas preferidas: Minimiza o efeito de escada.
Projeto para FDM
Sobressaltos e suportes: concebido para minimizar o uso de material de suporte.
Espessura da parede: garantir a espessura mínima da parede para a integridade estrutural.
Tolerâncias: contabilização da adesão da camada e da deformação potencial.
Orientação: a orientação da peça afeta a resistência e a qualidade da superfície.
Aplicações e casos de utilização
Aplicações LOM típicas
Conceber modelos e protótipos para avaliação visual.
Padrões de fundição de areia e fabricação de moldes (propriedades semelhantes à madeira).
Modelos em larga escala para as indústrias de arquitetura e aeroespacial.
Modelos educativos devido ao baixo custo dos materiais.
Aplicações típicas de FDM
Prototipos funcionais para ensaios de forma e ajuste.
Peças de utilização final para aplicações de baixa tensão.
Fabricação de ferramentas, instrumentos e acessórios.
Dispositivos médicos personalizados e próteses.
Modelos educativos e projetos DIY.
Vantagens e limitações
Vantagens do LOM
Alta velocidade de construção para peças grandes e simples.
Baixo custo dos materiais (especialmente sistemas baseados em papel).
Não são necessárias estruturas de apoio.
Grandes volumes de construção possíveis.
Boas propriedades mecânicas no plano XY.
Limitações do LOM
Precisão limitada para características finas.
Um acabamento superficial deficiente requer pós-processamento.
Limitações de material (principalmente papel).
Geração de resíduos a partir de material de suporte.
A natureza higroscópica requer vedação.
Vantagens do FDM
Ampla selecção de materiais com várias propriedades.
Operação de escritório com emissões mínimas.
Capacidades de impressão multicolor.
Suportes solúveis em água para geometrias complexas.
Equipamento e materiais de menor custo entre as tecnologias de impressão 3D.
Limitações do FDM
Força anisotrópica (mais fraca na direção Z).
Os problemas de adesão da camada podem afetar a resistência da peça.
As linhas de camadas visíveis requerem pós-processamento para superfícies lisas.
Velocidades de construção lentas para peças de alta resolução.
Problemas de deformação e contração com alguns materiais.
Requisitos de pós-tratamento
LOM Pós-processamento
Decubar: Remover o material de apoio (pode demorar).
Selamento: necessário para evitar a absorção de umidade (verniz, epoxi).
Lixação: para reduzir o efeito da escada.
Pintura: para melhorar a aparência.
FDM Pós-processamento
Remover suportes: separar ou dissolver o material de suporte.
Lixação: suavização das linhas das camadas.
Suavização química: Utilização de solventes (por exemplo, acetona para ABS).
Preparação e pintura: para peças cosméticas.
Recheio: tratamento térmico para melhorar a resistência.
Considerações de custos
Custos do LOM
Equipamento: Medido a alto (US$ 30.000+).
Materiais: Baixo custo (especialmente papel).
Operação: requer ambiente dedicado, custo de manutenção elevado.
Trabalho: Tempo de pós-processamento significativo.
Custos do FDM
Equipamento: Baixo a moderado (unidades de escritório a partir de algumas centenas de dólares).
Materiais: Custo moderado (20-50 dólares/kg para materiais padrão).
Operação: ambiente de escritório possível, manutenção reduzida.
Trabalho: pós-processamento mínimo para peças básicas.
Impacto ambiental
LOM Considerações ambientais
Os sistemas de papel são renováveis e biodegradáveis.
Os resíduos podem ser reciclados ou compostados (sistemas de papel).
Consumo de energia durante o processamento.
Considerações ambientais do FDM
Os plásticos à base de petróleo (ABS) não são biodegradáveis.
O PLA é biodegradável em condições industriais.
Consumo de energia durante a extrusão.
Opções limitadas de reciclagem para impressões falhadas.
Desenvolvimentos futuros
Inovações LOM
Novos materiais, incluindo metais, cerâmicas e compósitos.
Melhor precisão através de melhores tecnologias de corte.
Processamento mais rápido com técnicas avançadas de ligação.
Capacidades de impressão a cores através da impressão a jato de tinta.
Inovações FDM
Materiais de temperatura mais elevada para melhor desempenho.
Velocidades de impressão mais rápidas através de projetos avançados de extrusoras.
Impressão multi-material com bicos intercambiáveis.
Resolução mais alta com diâmetros de bocal menores.
Conclusão: Escolher a tecnologia certa
Escolha LOM quando:
Precisas de peças grandes e simples rapidamente.
O custo é uma preocupação primordial (bajos custos de material).
O acabamento da superfície não é crítico.
As propriedades semelhantes à madeira são aceitáveis ou desejáveis.
Escolha FDM quando:
Precisa de protótipos funcionais ou de peças de uso final.
A complexidade do projeto é elevada, com sobressaltos e características internas.
São necessários vários materiais ou cores.
A operação em ambiente de escritório é preferida.
Tanto o LOM como o FDM têm vantagens e limitações distintas que os tornam adequados para diferentes aplicações.A compreensão destas diferenças é essencial para a selecção da tecnologia adequada para as suas necessidades específicas de fabricoÀ medida que ambas as tecnologias continuam a evoluir, podemos esperar ver melhorias nos materiais, precisão e capacidades que irão expandir ainda mais as suas aplicações na fabricação e prototipagem.
