LOM分层制造技术ppt课件.ppt

叠层实体制造技术资料 叠层实体制造工艺 叠层实体制造技术 LaminatedObjectManufacturing 简称LOM 是几种最成熟的快速成型制造技术之一 这种制造方法和设备自1991年问世以来 得到迅速发展 由于叠层实体制造技术多使用纸材 成本低廉 制件精度高 而且制造出来的木质原型具有外在的美感性和一些特殊的品质 因此受到了较为广泛的关注 在产品概念设计可视化 造型设计评估 装配检验 熔模铸造型芯 砂型铸造木模 快速制造母模以及直接制模等方面得到了迅速应用 由计算机 材料存储及送进机构 热粘压机构 激光切割系统 可升降工作台和数控系统和机架等组成 首先在工作台上制作基底 工作台下降 送纸滚筒送进一 个步距的纸材 工作台回升 热压滚筒滚压背面涂有热熔胶的纸材 将当前迭层与原来制作好的迭层或基底粘贴在一起 切片软件根据模型当前层面的轮廓控制激光器进行层面切割 逐层制作 当全部迭层制作完毕后 再将多余废料去除 一 基本原理和特点 基本原理 在这种快速成形机上 截面轮廓被切割和叠合后所成的制品如图所示 其中 所需的工件被废料小方格包围 剔除这些小方格之后 便可得到三维工件 截面轮廓被切割和叠合后所成的制件 叠层实体制造技术的特点 原型精度高 有较高的硬度和较好的机械性能 可进行各种切削加工 无须后固化处理 无须设计和制作支撑结构 废料易剥离 制件尺寸大 原材料价格便宜 原型制作成本低 设备可靠性高 寿命长 不能直接制作塑料工件 工件的抗拉强度和弹性不够好 工件易吸湿膨胀 工件表面有台阶纹 叠层实体制造方法与其他快速原型制造技术相比 具有制作效率高 速度快 成本低等优点 在我国具有广阔的应用前景 缺点 优点 HRP IIILOM激光快速成型机 HRP IIILOM激光快速成型机是华中理工大学快速制造中心与武汉滨湖机电技术产业有限公司生产的用于快速原型制造的商品化设备 该设备可在无人看管下运行 其主要技术指标可达到世界先进水平 LOM原型 分层叠加 前处理 后处理 STL文件 切片处理 设置工艺参数 基底制作 原型制作 余料去除 表面质量处理 提高强硬度处理 激光切割速度 加热辊温度 切片软件精度 切碎网格尺寸 二 叠层实体制造工艺过程 LOM原型经过余料去除后 为了提高原型的性能和便于表面打磨 经常需要对原型进行表面涂覆处理 表面涂覆的好处有 1 提高强度 2 提高耐热性 3 改进抗湿性 4 延长原型的寿命 5 易于表面打磨等处理 6 经涂覆处理后 原型可更好地用于装配和功能检验 三 叠层实体制造工艺后置处理中的表面涂覆 纸材的最显著缺点是对湿度极其敏感 LOM原型吸湿后叠层方向尺寸增长 严重时叠层会相互之间脱离 为避免因吸湿而引起的这些后果 在原型剥离后短期内应迅速进行密封处理 表面涂覆可以实现良好的密封 而且同时可以提高原型的强度和抗热抗湿性 一 表面涂覆的必要性 原型表面涂覆的示意图 表面涂覆使用的材料一般为双组分的环氧树脂 如TCC630和TCC115N硬化剂等 原型通过表面涂覆处理后 尺寸稳定而且寿命也得到了提高 1 将剥离后的原型表面用砂纸轻轻打磨 如图所示 二 表面涂覆的工艺过程 2 按规定比例配备环氧树脂 重量比 100份TCC 630配20份TCC 115N 并混合均匀 3 在原型上涂刷一薄层混合后的材料 因材料的粘度较低 材料会很容易浸入纸基的原型中 浸入的深度可以达到1 2 1 5mm 4 再次涂覆同样的混合后的环氧树脂材料以填充表面的沟痕并长时间固化 如图所示 5 对表面已经涂覆了坚硬的环氧树脂材料的原型再次用砂纸进行打磨 打磨之前和打磨过程中应注意测量原型的尺寸 以确保原型尺寸在要求的公差范围之内 6 对原型表面进行抛光 达到无划痕的表面质量之后进行透明涂层的喷涂 以增加表面的外观效果 如图所示 通过上述表面涂覆处理后 原型的强度和耐热防湿性能得到了显著提高 将处理完毕的原型浸入水中 进行尺寸稳定性的检测 实验结果如图所示 随着汽车制造业的迅猛发展 车型更新换代的周期不断缩短 导致对与整车配套的各主要部件的设计也提出了更高要求 其中 汽车车灯组件的设计 要求在内部结构满足装配和使用要求外 其外观的设计也必须达到与车体外形的完美统一 车灯设计与生产的专业厂家传统的开发手段受到了严重的挑战 快速成型技术的出现 较好地迎合了车灯结构与外观开发的需求 下面为某车灯配件公司为国内某大型汽车制造厂开发的某型号轿车车灯LOM原型 通过与整车的装配检验和评估 显著提高了该组车灯的开发效率和成功率 四 叠层实体制造工艺的应用示例 1 汽车车灯 随着汽车制造业的迅猛发展 车型更新换代的周期不断缩短 导致对与整车配套的各主要部件的设计也提出了更高要求 其中 汽车车灯组件的设计 要求在内部结构满足装配和使用要求外 其外观的设计也必须达到与车体外形的完美统一 快速成型技术的出现 较好地迎合了车灯结构与外观开发的需求 下面为某车灯配件公司为国内某大型汽车制造厂开发的某型号轿车车灯LOM原型 通过与整车的装配检验和评估 显著提高了该组车灯的开发效率和成功率 五 叠层实体制造工艺的应用示例 1 汽车车灯 轿车前照灯 轿车后组合灯 根据鲁得贝公司提出的轿车系列车灯产品开发要求 利用HRP III型LOM激光快速成型机按三维计算机模型进行各种车灯的快速原型制造 上图为本轿车前照灯和后组合车灯产品的LOM原型 17 根据鲁得贝公司提出的一汽六平柴后组合灯产品开发要求 利用HRP III型LOM激光快速成型机按三维计算机模型进行该组各种车灯的快速原型制造 本组图片为该系列灯型产品的LOM原型 18 某机床操作手柄为铸铁件 人工方式制作砂型铸造用的木模十分费时困难 而且精度得不到保证 随着CAD CAM技术的发展和普及 具有复杂曲面形状的手柄的设计直接在CAD CAM软件平台上完成 借助快速成型技术尤其是叠层实体制造技术 可以直接由CAD模型高精度地快速制作砂型铸造的木模 克服了人工制作的局限和困难 极大地缩短了产品生产的周期并提高了产品的精度和质量 下图为铸铁手柄的CAD模型和LOM原型 2 铸铁手柄 CAD模型 LOM原型 当前国际上制鞋业的竞争日益激烈 而美国WolverineWorldWide公司无论在国际还是美国国内市场都一直保持着旺盛的销售势头 该公司鞋类产品的款式一直保持着快速的更新 时时能够为顾客提供高质量的产品 而使用PowerSHAPE软件LOM快速原型加工技术是该公司成功的关键 3 LOM原型在制鞋业中的应用 Wolverine的设计师们首先设计鞋底和鞋跟的模型或图形 从不同角度用各种材料产生三维光照模型显示 这种高质的图像显示使得在开发过程中能及早地排除任何看起来不好的装饰和设计 即使前期的设计已经排除了许多不理想的地方 但是投入加工之前 Wolverine公司仍然需要有实物模型 鞋底和鞋跟的LOM模型非常精巧 但其外观是木质的 为使模型看起来更真实 可在LOM表面喷涂产生不同材质效果 每一种鞋底配上适当的鞋面后生产若干双样品 放到主要的零售店展示 以收集顾客的意见 根据顾客所反馈的意见 计算机能快速地修改模型 根据需要 可再产生相应的LOM模型和式样 根据山东长通通讯公司提出的探测仪产品开发要求 利用HRP III型LOM激光快速成型机按三维计算机模型进行各零部件快速原型制造 上图为本产品的各零件的LOM原型 21 上盖 底座 根据山东长通通讯公司提出的信号发生器产品开发要求 利用HRP III型LOM激光快速成型机按三维计算机模型进行各零部件快速原型制造 本图为该产品的部分零件的LOM原型 装配