Принципы процесса
LOM (изготовление ламинированных предметов)
LOM - это аддитивный производственный процесс, который использует слои листовых материалов, покрытых клеем (таких как бумага, пластик, металлическая фольга или керамическая лента), для построения 3D-объектов.Лазер или лезвие разрезает каждый слой в соответствии с цифровым поперечным сечением, прежде чем новый слой склеивается сверхуПроцесс включает:
Осаждение слоя: разворачивание материала с прокатного ролика и склеивание его с стеклом с помощью нагретого ролика, который активирует клей.
Резка поперечного сечения: использование лазера или лезвия для резки контура слоя и перекрестного пересечения избыточного материала для удаления.
Снижение стека и повторение до тех пор, пока часть не будет завершена.
Послепроцессирование: Удаление избыточного материала для выявления конечного объекта.
FDM (Fused Deposition Modeling) - моделирование расплавленного осаждения
FDM представляет собой аддитивный процесс на основе экструзии, при котором термопластичные нити нагреваются до полужидкого состояния и откладываются слой за слоем.
Питание материалом: катушка из нитей, подаваемая через нагретую сопла.
Движение сопла: сопла движется горизонтально, откладывая материал вдоль обозначенного пути.
Охлаждение слоя: осажденный материал быстро охлаждается и затвердевает.
Опорные конструкции: необходимы для выступов, часто используются водорастворимые материалы для легкого удаления.
Технические спецификации
| Характеристика | ЛОМ | FDM |
| Толщина слоя | Различается по толщине листа | Обычно 0,1 ‰ 0,3 мм |
| Материалы | Бумага, пластмассы, керамика, металлические фольги | Термопластики (ABS, PLA, PC, PPSF) |
| Скорость печати | Быстро для больших, простых деталей | Медленнее из-за процесса экструзии |
| Точность | Умеренный до высокого (± 0,1 мм) | Умеренный (± 0,127 ∼ 0,3 мм) |
| Поверхностная отделка | Эффект ступания по лестнице, требует шлифования | Линии слоя видны, может потребоваться отделка |
| Структуры поддержки | Не требуется | Требуется для выступов и сложной геометрии |
| Создание объема | Возможно большое количество | Ограниченный диапазоном движения сопла |
| Сила | Анизотропный (слабее в оси Z) | Анизотропный (слабее в оси Z) |
Материальные соображения
Материалы ЛОМ
Бумага: наиболее распространенная, недорогая, но гигроскопическая (требует уплотнения).
Пластмассовые пленки: лучше, чем бумаги.
Металлические фольги: для специальных применений, требующих специального оборудования.
Керамические композиты: разрабатываются для технических применений.
Материалы FDM
ABS (акрилонитрилбутадиенстирен): хорошая прочность, слегка токсичные выбросы.
PLA (полилактическая кислота): биоразлагаемая, легче печатаемая, менее прочная.
ПК (поликарбонат): Более высокая прочность и температурная стойкость.
ППСФ (полифенилсульфон): Наибольшая прочность и теплостойкость.
Композитные нитки: из дерева, металла или углеродного волокна.
Руководящие принципы проектирования
Проектирование для LOM
Оптимизировать процесс: LOM подходит для больших деталей с относительно простыми геометрическими характеристиками.
Избегайте сложных деталей.
Подумайте о послепереработке: учитывайте требования к удалению материала и уплотнению.
Предпочтительные плоские поверхности: минимизирует эффект подъема по лестнице.
Проектирование для FDM
Подвески и опоры: конструкция, позволяющая свести к минимуму использование материала опоры.
Толщина стен: обеспечить минимальную толщину стен для сохранения целостности конструкции.
Толерантность: учитывает адгезию слоя и потенциальное искривление.
Ориентация: ориентация части влияет на прочность и качество поверхности.
Приложения и случаи использования
Типичные приложения LOM
Концепция моделей и прототипов для визуальной оценки.
Образцы литья песком и создание форм (сходные с деревом свойства).
Масштабные модели для архитектурной и аэрокосмической промышленности.
Образовательные модели из-за низкой стоимости материала.
Типичные приложения FDM
Функциональное прототипирование для тестирования формы и соответствия.
Конечные детали для применения при низких напряжениях.
Производство инструментов, инструментов и приспособлений.
Специализированные медицинские устройства и протезы.
Образовательные модели и проекты DIY.
Преимущества и ограничения
Преимущества LOM
Высокая скорость изготовления для больших, простых деталей.
Низкая стоимость материалов (особенно бумажные системы).
Не требуется поддерживающих конструкций.
Большие объемы возможно.
Хорошие механические свойства в плоскости XY.
Ограничения LOM
Ограниченная точность для мелких деталей.
Плохая поверхность требует последующей обработки.
Материальные ограничения (преимущественно бумажные).
Создание отходов из материала-основателя.
Гигроскопическая природа требует уплотнения.
Преимущества FDM
Широкий выбор материалов с различными свойствами.
Управление офисом с минимальными выбросами.
Многоцветная печать.
Водорастворимые материалы для сложной геометрии.
Самые дешевые оборудование и материалы среди технологий 3D-печати.
Ограничения FDM
Анизотропная прочность (слабее в направлении Z).
Проблемы с сцеплением слоев могут повлиять на прочность деталей.
Видимые линии слоев требуют последующей обработки для гладких поверхностей.
Медленная скорость изготовления для деталей с высоким разрешением.
Проблемы с деформацией и сжатием некоторых материалов.
Требования после обработки
LOM Послеоборот
Декубирование: Удаление материала опоры (может занимать много времени).
Запечатка: требуется для предотвращения поглощения влаги (ланец, эпоксид).
Для уменьшения эффекта ступеней.
Для улучшения внешнего вида.
FDM Послеоборота
Удаление опоры: отрыв или растворение опоры.
Плескание: сглаживание линий слоев.
Химическое сглаживание: с использованием растворителей (например, ацетона для ABS).
Приготовление и окраска: для косметических деталей.
Отжигание: термическая обработка для улучшения прочности.
Учитывание затрат
Расходы по ЛОМ
Оборудование: от среднего до высокого (более 30 000 долларов).
Материалы: низкая стоимость (особенно бумага).
Операция: требует специальной среды, высокие затраты на обслуживание.
Рабочая сила: требуется значительное время после обработки.
Затраты на FDM
Оборудование: низкое до умеренного (рабочие столы от нескольких сотен долларов).
Материалы: умеренная стоимость (20-50 долларов за кг стандартных материалов).
Операция: офисная среда возможна, небольшое содержание.
Рабочая сила: минимальная послеобработка основных деталей.
Влияние на окружающую среду
LOM Отношения с окружающей средой
Системы на бумажной основе являются возобновляемыми и биоразлагаемыми.
Отходы могут быть переработаны или компостированы (бумажные системы).
Потребление энергии во время обработки.
Экологические соображения FDM
Пластмассы на нефтяной основе не являются биоразлагаемыми.
ПЛО биоразлагается в промышленных условиях.
Потребление энергии при экструзии.
Ограниченные возможности переработки для неисправных отпечатков.
Будущие события
Инновации LOM
Новые материалы, включая металлы, керамику и композиты.
Улучшенная точность с помощью лучших технологий резки.
Быстрая обработка с помощью передовых методов связывания.
Цветные возможности печати посредством струйной печати.
Инновации FDM
Материалы с более высокой температурой для повышения производительности.
Более быстрые скорости печати благодаря передовой конструкции экструдера.
Многоматериальная печать с взаимозаменяемыми соплами.
Более высокое разрешение с меньшим диаметром сопла.
Заключение: выбор правильной технологии
Выберите LOM, когда:
Тебе нужны большие, простые части быстро.
Стоимость является основной проблемой (низкие затраты на материалы).
Поверхностная отделка не критична.
Приемлемы или желательны свойства, похожие на свойства древесины.
Выберите FDM, когда:
Вам нужны функциональные прототипы или конечные детали.
Дизайн очень сложный с выступами и внутренними особенностями.
Необходимы различные материалы или цвета.
Предпочтительно работа в офисной среде.
Как LOM, так и FDM имеют различные преимущества и ограничения, которые делают их подходящими для различных приложений.Понимание этих различий имеет важное значение для выбора подходящей технологии для ваших конкретных производственных потребностейПоскольку обе технологии продолжают развиваться, мы можем ожидать улучшения материалов, точности и возможностей, которые еще больше расширят их применение в производстве и прототипировании.
