LOM快速成型机设计

第1章绪论1.1概述快速成型技术，简称RP。它在20世纪80年代发展起来，通常用来描述直接从数字数据创建物理原型的机械技术。提出了一个分层制造的形成原理,形成了一种新的思维方式,需要在先进企业,企业渴望一个更快速、高效、集成的处理步骤的完成,节约成本和时间,所以我们正在寻找直接制造先进的制造技术,尽可能创造更多的价值,让企业盈利。快速成型技术的过程可以分为分层、累积、叠加。一个复杂的实体零件加工，它可以被认为是点、线和面的组合。点、线和表面的几何信息获得CAD模型结合形成的信息参数形式的数控代码控制成型机可以叠加,这样材料定期、准确地积累,形成三维固体部分。快速成型技术与快速原型制造技术都为该工艺的名称，快速成型技术英文为RapidPrototyping简称RP。RP工艺是在计算机集成电路控制、传统机械机构、快速粘结材料、计算机软件设计等综合发展起来的。不同的快速成型工艺有不同的优缺点和应用方向，逐渐成熟的方法在本文中仅介绍四种。不管是什么了类型的快速成型工艺，其基本成型原理都是相同的，或喷射材料、或一步切割都是为了保证产品的一次成型，在逐层或逐堆的粘合堆积中完成产品的3D制造。RP技术相比于传统制造有十分明显的优越性，它避免了毛坯的制造与处理、模具的设计与制造的过程、切削加工工艺的复杂及不确定性。因此，RP技术的应用能为企业加速产品设计、提高竞争力提供有效的帮助。从传统的机械制造方法到先进制造工艺再到快速成型制造的完善经历了很多曲折，但这是有利于企业和社会的，因此我们要在先进制造工艺的研究上越走越深。1.2研究意义RP技术从CAD地市级的嘉祥快速、准确、经济地生成可触摸的物理模型。显而易见，三维几何模型对二维屏幕绘制更直观、更有启发性。所谓的“一张图抵得上一千块金子，一件实物抵得上一千张图”，这样你可以更快地发现设计中的错误。更重要的是，设计师可以随时体验成品的舒适性和美学品质。RP技术是先进制造工艺的代表，是社会先进生产力提升的重要标志，其研究意义是不明而喻的。在加工方式方面来说，它打破了传统的制造顺序，把设计，修改，加工并行于一台设备上，大大减小了企业设备负荷，提高了机器的使用效率，为企业灵活设计和生产提供了选择机会；在工艺外观方面，RP技术能够对产品外观进行突出修改，这是传统切削加工工艺所不能达到的，灵活性是RP技术的突出优点，这在把握市场主动权是十分重要的；在成本核算方面，RP技术以其灵活性使加工性更加自主，减少了夹具、工人新方案教育等方面的投入，直接更改设计图纸即可完成产品的修改，减少了中间部分的资源浪费，为企业和社会节约了成本。总之，RP技术是20世纪90年代先进制造技术和新产品研发的重要手段。在产业发达的国家，许多企业会采用RP技术来保证新产品的研发周期，进一步提高设计质量，这已经成为一个重要的竞争战略。1.3快速成型技术的发展1991年，总部位于美国的Helisys将制造技术商业化，创造了层压板制造技术（LOM）。原材料是廉价的复印纸，一面涂有热激活粘合剂，然后用二氧化碳激光器将其切割成所需形状。纸都被叠在一起，然后被加热的滚筒连接起来，在纸的底部熔化一层塑料涂层以形成粘合。整个过程是自动化的，但在操作过程中会产生大量的烟雾和局部火焰。因此，系统中通常内置一个烟囱。尽管操作速度快，原材料便宜，但由于细节和准确性方面的限制，该技术多年来未能很好地解决添加剂制造问题（Feygin等人，1998年；Dietrich等人，2011年；Bernard等人，2009年）。由于纸部件几乎不被用作功能性产品，因此引入了其他材料层压板，用于LOM，包括陶瓷、塑料和金属。其生产出的零件精度相对较高，但加工在边缘的质量仍是一个重要问题[3]。一些新型工艺开始使用金属板，即金属箔LOM、完全致密自由形式制造（FDFF）和超声波强化（UC）。前两种与纸基LOM非常相似，使用金属箔代替纸。金属箔LOM以数字控制方式进行切割和堆叠，而最终连接是通过高温炉中的热激活过程实现的。由于一些缺点，该工艺仅停留在研究阶段，并用于生产功能性工具，如模具。金属板必须具有特定的刚度以生成轮廓（大于0.5mm），否则LOM零件会受到显著的楼梯效应（Prechtl等人，2004、2005）。最终零件的表面质量也不是很好，需要进行诸如铣削或喷丸等后处理操作。另一方面，FDFF利用感应加热将金属箔焊接在一起，但也需要根据其操作参数（如加热时间、填料重量和板厚）对该工艺进行优化（Hayasi和Asiabanpour，2013年；Asiabanpour和Hayasi，2013年）。UC是一种基于金属箔连续固态超声焊接的添加剂制造技术。该工艺使用一个底板，在底板上堆放金属箔。然后用一个超声波棒通过提供压力和超声波振荡把箔粘在一起。与其他AM方法一样，重复该过程，直到达到所需高度。金属箔留在适当的地方，以提供支持和结构的稳定性。随后使用计算机数控（CNC）铣床去除多余的材料并获得所需的几何特征。如果需要，使用另一个精轧机创建要求的公差和表面光洁度。完成这些操作后，将完成的零件从砧上移除。因此，UC是加法和减法制造的混合体，就像纸LOM一样。这一过程有许多显著的挑战，包括优化控制参数（振幅、焊接速度和接触压力）、气孔和层间气孔。这些因素可能导致最终产品的机械功能缩短。1.4关于激光快速成型的应用在产品设计过程中的应用：产品的设计大都在建模软件中进行，如需修改直接要更改软件中产品的图纸，激光快速成型可以快速制造出图纸中的产品，即使产品的硬度、刚度、表面质量与要求使用的质量有些出入，但是在单间小批量生产中、产品的修改设计中对于节约设计时间、加工时间的减少是十分有利的。此外，激光快速成型还可以应用于反向生成图纸原件，通过激光束的扫描，可以在图纸中迅速建立外形尺寸，完成扫描目的。在模具加工制造中的应用：铸造所用的模具所需要的表面质量是合格模具所必须的要求，这严重影响所铸造出的零件质量和结构强度，通过快速成型制造出的磨具虽表面精度较低，单可以通过后续的操作大大提高表面质量，而此部分所用的时间完全可以在成型的时间中得以补偿。因此无论木模、金属模都可以用上述方法来制造，例如经过表面渗铜的材料用SLS法就可以代替原模具。在辅助医学中的应用：由于人个体间的不同，骨胳结构往往也有所不同，因此如何调整我们人结构部分的矫形在以往是很难解决的问题，快速成型制造给人工材料的制作提出了新思路。通过扫描所需更换部分的骨胳结构，获得其部位的相关尺寸，通过3D实体建模，可以灵活的完成目标对象的加工,这大大提高了骨胳替换效率，提高了医学质量。1.5论文研究的主要内容和基本思路LOM快速主要内容：（1）LOM成型机的工作原理和结构设计分析以及分布；（2）电机的选择与计算；（3）工作台、热碾压部分的计算与校核；（4）快速成型机的经济性分析；快速成型的基本思路：CAD模型建立——STC文件的生成——层层处理——快速堆积成型第2章LOM快速成型机设计本章讲述了一些LOM快速成型机以及其他快速成型的优缺点以及介绍，又对其进行工艺分析。通过本章学习让我学会了在不同情况下选择不同的机型。在加工方式方面来说，它打破了传统的制造顺序，把设计，修改，加工并行于一台设备上，大大减小了企业设备负荷，提高了机器的使用效率，为企业灵活设计和生产提供了选择机会2.1LOM快速成型机介绍LOM快速成形机是一种计算机存储和识别三维模型、原材料、热轧机构框架和数控、热轧机构、升降台、激光切割系统等部件。后电脑会发出指令,确保控制单元大小通过胶粘剂和涂料、压缩等方式在一起,然后集中的实体轮廓和表面处理后,可以得到目标部分,所有这些计算的过程是由事先存储诸如图纸、材料厚度等。如图2—1LOM快速成型机的系统图2-1LOM快速成型机的系统2.2RP系统的分类特点RP系统就像一个集成的加工流程，把各个加工工艺统一在一台操作机上，层层粘合，层层递加，最终完成产品的3D模型。RP技术的发展是现代科技发展的综合结果，它是以先进加工工艺的代表。它的工作过程具体表述如下：计算机将会对目标图纸进行三维实体解剖，把它分成若干片层，后保存各层的尺寸数据，以便后续切割纸张等。然后，电脑会根据上述保存的各层尺寸逐层切割纸张或喷涂，有些工艺此后会加入一些表面处理或固化等操作，具体由加工材料和加工方式决定，因此就形成了一层层的片状目标实体，后可采用其他高温粘结、辊压等处理完成各层片间的粘合，这样就得到了目标零件的三维实体，即成型工件。自从快速成型工艺出现以来，国内外出现了很多不同加工方法的RP技术，由于国外本项技术发展的较早，因此目前国内RP技术的制造性能还是比较差的，具体RP技术的分类将在下面简述。2.2.1SLA快速成型技术SLA是一种快速成型的方法，有着世界上最成熟的技术、最深入的研究和最广泛的应用领域。SLA快速成型技术是对树脂或其他材料表面进行激光扫描，扫描后的区域会产生光聚合固化，并继续给树脂涂敷,该过程一直持续到零件完成，施工平台需要外部结构的支撑。光聚合工艺的一个变种是使用数字光处理（DLP）投影仪作为紫外线光源，它投射实际层横截面的完整轮廓，同时开始固化操作。其整个工作原理图2-2如下。为了使用SLA方法制备复合材料，可将光聚合物与颗粒或纤维混合，以增强制造零件的物理或机械性能。但是此时添加增强材料会导致与光聚合物的粘度有关的问题，而这反过来又会导致应用新材料层的问题。此外，还可能出现其他不便，如树脂中颗粒的均匀性差；形成气泡，随后形成小孔，从而延长固化时间；需要增加激光功率或固化时间，以及必须满足的其他要求，以确保产品的形状或尺寸的均匀性。树脂可以通过连续的长纤维或短纤维进行增强。但是，纤维也会沉积在未固化的区域，这会导致最终零件的后处理出现问题。其中一些问题可以通过适当类型的单体、不同的施加新层的方法、增加激光功率或降低颗粒或纤维粘度的表面涂层来解决。此外，纤维可能会在紫外光下失去建筑材料的不透明度，这会导致树脂的适当固化出现问题。必须指出的是，在现有技术中，粉末填充补强仅用于制造陶瓷零件。一些商业生产的机器使用这项技术来提供复合的建筑材料，例如cerafab7500，这使得使用具有紫外线固化树脂的陶瓷粉末成为可能。随着零件的生产，树脂可以从陶瓷中烧掉。因此SLA工艺可生产形状复杂、多孔、尺寸和材料有限的零件。图2-2SLA工艺原理图2.2.2激光选区烧结法（SLS）SLS基于原型制造技术该工艺原理是基于原型制造技术的先进激光增材制造技术。该工艺通过将连续的粉末材料层固定在另一层上，从而制造出复杂的三维零件。在获得各层的截面轮廓数据后，利用高能激光束根据轮廓数据对金属粉末进行逐层选择性熔融。通过逐层铺粉、熔炼、凝固、分层堆垛等工艺，制作出三维实体零件。以激光为热源，对沉积的粉末层进行加热烧结.SLS的主要优点是耐用性、生产的零件以及SLS用户从RP行业提供的各种工程级材料中有选择的机会。此外，SLS在成形过程中不需要支撑结构，因为环绕零件的未使用粉末材料提供了足够的支撑。SLS的主要缺点是精度、可重复性相对较低，表面光洁度较差，以及装配元件的孔隙率相对较高。最好的结果是使用涂层粉末，其中粉末的核心来自金属或陶瓷，而涂层是聚合物。这些粉末的一些类型在市场上可买到：铝填充聚酰胺（EOS明矾）、玻璃填充聚酰胺（EOSPA3200GF）、碳纤维填充聚酰胺，但是添加碳纤维会造成获得锋利边缘的问题。选区激光熔化成型技术突破的传统制造技术变形形成和消除形成常规的思路,根据零件的三维模型,使用金属粉末没有任何工具/夹具和模具,直接访问任何复杂形状的实体部分,特别适用于制造与内腔结构复杂加工钛合金、高温合金零件。SLS的主要优点是耐用性，所生产的部件和SLS用户有机会从各种工程等级中选择.图2-3SLS系统的工艺原理图。图2-3选择性激光烧结工艺原理图2.2.3熔融沉积快速成型系统（FDM）熔融沉积快速成型(FDM)是一种非常著名的快速成型方法。热塑性灯丝从线圈上展开，材料供应到挤出喷嘴。该喷嘴加热到塑料的熔点，并包括用于停止或继续熔化塑料的流动的机制。以下两个不同的术语主要用于避免FDM专利的问题，其形成原理和应用实际上是相同的。根据需要的切片几何形状，将喷嘴组装成一个可以移动的机械头

先用CAD软件建构出物体的3D立体模型图，将物体模型图输入到FDM的装置。FDM装置的喷嘴就会根据模型图，一层一层移动，同时FDM装置的加热头会注入热塑性材料。材料被加热到半液体状态后，在电脑的控制下，FDM装置的喷嘴就会沿着模型图的表面移动，将热塑性材料挤压出来，在该层中凝固形成轮廓。在成形过程之前，由于熔融沉积成形技术需要设计和制作支撑结构，在加工过程中，整个等高线截面需要扫描和堆积，LOM相似，因此需要较长的成形时间。熔体沉积成形工艺包括三部分:预处理、成形加工和预处理。后处理是指对零件表面及支撑结构进行修补和处理，以满足零件加工后工作条件的要求。其工艺原理如图2-4。图2-4工艺原理此外，该装置可以在家庭中使用由专业公司或用户创建的许多材料，也包括复合材料。该机构提供的内部材料的内部结构非常多孔，因此材料可能用环氧树脂渗透制造的零件密封，使其坚固但更重。2.2.4三维喷涂粘结工艺（3DP三维打印）粉末材料3D打印站连接三维喷涂快速成型工艺是由美国麻省理工开发的。它的工作原理就像一台打印机。目前使用最多的是粉末材料，其工艺原理与SLS工艺相似，只是材料是粉末而不是激光烧结材料。三维喷涂站结快速成型的优点：成本低材料广泛成型速度快安全性较好应用范围广图2-5三维喷涂粘结工艺原理如图2-5三维喷涂粘结工艺原理（3DP）工艺的操作原理是将连续的颗粒材料层应用到平台上；层的厚度取决于所用粉末的颗粒大小。带有喷嘴的打印头根据3D模型横截面的几何结构将粉末颗粒粘接在一起，从而分配粘合剂液体。当一个二维模型层完成时，使下一层的纯粉末被应用。反复生产组合连续的层，直到完成整个模型。未密封粉末形成支撑结构。与其他添加剂工艺相比，材料选择（包括金属或陶瓷粉末）有一定的局限性，但价格低廉。3dp提供了高构建速度的优势，通常每分钟2-4层。然而，精度、表面光洁度和零件强度不如其他一些附加工艺。与其他方法相比，3dp提供了一个独特的机会来控制产品的材料成分，使用不同的粉末和喷射不同的粘合剂材料从不同的喷嘴熔融或泥浆形式。这可以控制各种性能，如热导率、导电率、硬度、磁性等。很难使用粉末纤维混合物或喷射纤维来制造纤维增强复合材料，但由3dp可以获得渗透的陶瓷或金属的多孔预制件，使其与金属或合金混合。本章小结通过本次学习，我关于其他快速成型技术的优缺点，让我知道快速成型技是先进加工方法之一，自研发问世以来，经过各科研所及院校的探索，出现了很多针对不同制造问题的快速成型方法。快速成型工艺方式点选择：(1)根据要制造产品用途分为工作模型、制造用磨具、木模、可视化等的选择。(2)根据原型尺寸大小的选择。(3)原型制造精度要求和原型强度的要求的选择。(4)结构形状的选择。总结；应使产品更加具有结构特点、具体要求契合RP技术的工艺优点，以最有效的方式来完成加工要求。第3章快速成型机整体设计本章介绍了LOM快速成型机的机构它是由电动机、送纸轴、调偏机构、张紧轴和出纸轴等组成。这是实现设计物化、从草图到实体的有效途径。其次介绍了电动机的选型、尺寸设计、强度、经济性等方面的过程。3.1LOM成型机的目标设计参数本次设计的LOM成型机的基本参数如下:所加工原型的最大尺寸:400x400x400mm单层纸张厚度:0.008cm激光平均切割速度：0.6m/s使用寿命:30000小时3.2LOM成型机的机械装置及布局本装置是由升降装置、热压装置、激光扫描装置、送纸装置等组成。3.2.1LOM成型机主体机械装置(1)工作台升降装置工作台是负责处理加工后和切割后零件废料的平台，他有平面的二维自由度X—Y。而上下升降装置是与工作台通过丝杠链接在一起的，升降装置通过轴承等与箱体链接在一起，它的动力由电机通过皮带传动过来。如图3-1通过伺服电机使工作台上下移动。图3-1工作台升降装置(2)热压装置本次LOM设计采用热压粘结的方式，热压装置负责把各层纸张粘结在一起，粘结后滚出，待新一层纸张切割完成后再次滚入。(3)激光扫描装置激光扫描装置负责把工作台上的新一层纸张切割成为该层面的轮廓形状，它由两个X,Y方向自由移动的反光镜和一个激光源组成。(4)送纸装置当一层纸张加工完成后，步进电机会带动送纸轴转动一定角度，使新的纸张送至待加工区，它是由电动机、送纸轴、调偏机构、张紧轴和出纸轴等组成。3.2.2LOM成型机主体装置布局根据本次设计的中等尺寸成型要求，有以下装置布局如图3-2LOM快速成型机布置。图3-2LOM快速成型机布置3.3能实现XYZ方向上运动的机构设计对于机械加工系统一般都需要至少三轴运动，对于高自动化、高精度机床甚至五轴联动。故本次设计的LOM机需要在三维方向上能可控移动，其中x,y水平方向的移动由上述的反光镜组成，z方向上的移动靠升降机构完成，下面详细介绍各个运动机构的组成。3.3.1平面扫描系统图3-3平面扫描机构如上图3-3所示，平面扫描系统由丝杠、丝杠螺母、导轨和电机等等组成。两边的两根导轨主要起支撑的作用。在电机带动下，丝杠转动，在轴力的作用下推动滚珠螺母作直线运动，该螺母和大平板有联结，从而带动大平板在X方向上做直线运动。而大平板上同样有一套丝杠传动系统，同样在另一个电机的驱动下，螺杆旋转，滚珠螺母直线运动。由于导轨上的滑块和螺母是用螺栓连接在一起的，所以它们在Y方向上作直线运动，即沿导轨，由滚珠螺母带动。激光镜与滑块相连，故激光反射镜能在XY平面内移动。而激光反射镜的移动范围要在200*200之间，制出来的零件截面不能大于200*200。行程由计算机进行控制。3.3.2工作台升降系统图3-4工作台升降机构如上图3-3所示，分别为升降机构的主视图。电机把动力传递给左下方皮带和带轮，使其带轮和丝杠一同转动，其中共有三个丝杠，他们能使支撑效果更好，提高系统的刚度和稳定性，后丝杠把动力传递给工作台，此过程为Z向位移的产生过程。滚珠丝杠上的滚珠螺母和平台间有一个通过螺栓连接的支架，它把工作台的运动和螺母的运动紧紧的联系在一起。而且本次设计的丝杠竖直方向上的位移距离是40cm,则需要丝杠长至少大于40cm。3.4热压辊部分的设计本次LOM设计采用热压粘结技术，热压装置负责把各层纸张粘结在一起，粘结后滚出，待新的一层纸张切割完成后再次滚入使其粘结层层堆积。本次设计的热压辊和常规LOM机用热压辊结构大致相同，压辊外围是导热效率高的铜材料圆环，内部开有大小一定的通孔，该通孔内部存放由电源供电的加热棒，该加热棒最终把热量用于粘结纸张。从下图的结构图可以看出，电机把动力传递给皮带轮，皮带轮和热压辊一同转动，通过控制电机的转向即可控制热压辊的转动方向，从而实现热压辊工作中的反复直线运动。图3-5热压辊往复运动机构图3-6热压辊加热装置3.5收送纸机构部分的设计当一层纸张已加工完成后，伺服电机会带动送纸轴转动一定的角度，把新的纸张送入代加工区，旧的纸张回收。它是由电机、送纸轴、张紧轴、出纸轴等组成的，如图3-7和3-8所示，当一层纸张加工完成后，步进电机会带动送纸轴转动一定角度，把新的纸张送入工作台的待加工区，它是由电机、送纸轴、张紧轴、出纸轴等组成的。在加工完送入的纸张后，工作台下降一层纸质厚度的距离，此时收纸轴开始转动，直至新的一层纸张材料送入。同时，采用调偏轮控制纸张在水平面上的倾斜角度，张紧轮类似于皮带等控制张紧度提高传动精确性和效率。图3-7收纸送纸装置正视图图3-8收纸送纸装置侧视图3.5.1调偏机构的设计该机构原理图如下3-9

所示，调偏机构负责改变纸张在水平面的倾斜度，保证纸张的顺利送进和送出，让机构的运行流畅，保证纸面加工的精确度以及表面质量。调整方法：改变左面调整螺钉的高度，使调偏轴在水平线上改变角度从而实现机构的调偏。图3-9调偏装置3.6机架在本装置中机架主要起对内部零部件起保护作用，架体采用焊接和铆接等方式进行连接。机架的设计主要与里面配置的结构有关，要保证加工的工艺合理化，机器运作的互不干扰性等多项工作要求，机体材料采用刚度大，抗冲击性能好、质量较轻的新型材料。本章小结本章总体上介绍了LOM机主要工作部位的结构设计和具体尺寸关联，包括XYZ三维坐标运动性的分配及实现该运动的具体机构，送出纸机构的结构及调节方法，激光扫描部分的具体实现和动力传动过程。因此，本章已经介绍LOM机本体拆解的大部分重要结构，这是设计过程中必要的整体分析，它是实现设计具体化、从草图变为实体的有效途径，接下来将介绍具体部分的电机选取及尺寸设计、强度、经济等校核部分的过程。第4章电机选择及关键部件校核计算本章介绍了电机和各零部件的校核计算。本次设计充分考虑了各方面因素，把LOM机器的结构尽可能简单、高效，同时也考虑了结构的合理分布，避免了由应力集中造成的机架变形。4.1电机的选择电机的选择是通过进行使用寿命计算查询参数所确定的。4.1.1升降装置电机部分的选择本次设计采用的是悬臂式升降装置。悬臂式升降装置如下图4-1所示。可以看出，工作台在单侧支撑导向的情况下上下移动，此升降装置由于是单向支撑，故刚度较低，但是由于LOM成型工作台的重量较轻，因丝杠变形导致的工作台水平面倾角变形较小，故选悬臂梁符合谁被加工要求。此外由于单侧支撑减少了机器外壳的加工过程，大大较少了双侧支撑的经济成本，如对加工精度要求极高的单件成品应选用双侧支撑。图4-1悬臂式升降装置由滚珠丝杆升降重量80Kg，选用滚珠丝杆直径、螺旋高度等，具体尺寸如CAD绘图文件，该LOM升降机所需要轴力为125N。再由LOM机尺寸选用传动比，根据滚珠丝杆力矩除以传动比，乘上安全系数得到升降电机所需转矩再选用所需伺服电机。工作机所需的效率（4-1）式中v—工作机的线速度w—工作机的效率由于机械摩擦等能量消耗，需要综合计算工作机的机械效率：其中滚动丝杠效率选用0.85~0.95、球轴承取0.99（一对）。所以总的机械效率：工作机所需的输入功率KW工作机所需的电动机输出功率——传动装置的总效率由100W的电动机，选型号为NX610AS-PS10的减速马达。具体参数如下：安装尺寸 60mm额定输出 100W电动机容许转速 3000r/min容许转矩 2.86N･m最大转矩 8.59N･m容许速度范围 0～300r/min分辨率（电动机轴） 100～100000P/R齿隙 15min减速比 10电源输入电压DC控制电源 DC24V0.8A电源输入额定输入电流 1.80A*1电磁制动部型式 无励磁动作型电磁制动部电源输入 DC24V-5%~+5%电磁制动部消费电力 6.10W电磁制动部励磁电流 0.250A电磁制动部静摩擦转矩 2.86N･m指令方式 脉冲序列/模拟速度指令电压/模拟转矩指令电压最大输入脉冲频率数 500kHz（占空比50%时）4.1.2扫描机构电机的选择扫描的平面运动由x,y两个方向组成，通过两个伺服电机带动两个反光镜分别运动，由轴力及轴距计算转矩，再由伺服电机选型手册查之选用JSF42-3-30-AS-1000型电机，该扫描机构轴力经预算为100N。工作及所需的效率设钢丝绳最大静拉力：（4-2）式中符号:FQ—起升载荷，估算为49000.0N。m一滑轮组倍率，取4。组一导向滑轮组效率,采用滑动轴承，组=0.96。轮一滑轮组效率，轮=0.9。 代入可得kN。钢丝绳许用拉力： 所以。工作机所需的输入效率：KW工作机所需要的电动机输出功率由750W的电动机，选择型号为NX1075AS-J10的减速马达。具体参数如下：安装尺寸 103mm附属电缆线 1m额定输出 750W电动机容许转速 3000r/min容许转矩 19.1N･m最大转矩 57.3N･m容许速度范围 0～300r/min分辨率（电动机轴） 100～100000P/R齿隙 3min角度传达误差 4min减速比 10电源输入电压DC控制电源 DC24V-5~+5%0.8A电源输入额定输入电流 4.7A指令方式脉冲序列/模拟速度指令电压/模拟转矩指令电压最大输入脉冲频率数 500kHz（占空比50%时）*14.2导轨丝杠部分的选择与计算通过计算可知，预加工零件的最大质量m1=15kg，支撑台预计制造质量为m2=25kg。4.2.1直线导轨部分的选择与计算图3-1直线导轨的选择设计的主要流程根据设计要求，此次采用日本的THK直线导轨，需要选择SSR15XWY型号的直线导轨，其参数如下：导轨副尺寸最大高度：24.0mm导轨副尺寸最大宽度（滑块宽度）：34.0mm滑块尺寸长度：56.90mm导轨尺寸高度：24.0mm导轨尺寸宽度：34.0mm额定动载荷：14.710kN 额定静载荷：16.60kN滑块的受力计算：由工作方式可知，计算滑块所受压力Pi：已知：m1=15kgm2=20kgl0=100mml1=175mml2=140mm（4-3） （2）计算静的安全系数已知：由计算公式得：（4-4）因此符合要求。（3）计算滑块所受的平均载荷Pmi（4）计算机构的额定寿命Li已知：（4-5）由公式得： 因此可得滑轨部分的寿命4893000m。（5）机构的寿命检验：只要导轨的设计寿命时间Lh大于实际工作时间L,该导轨就满足要求，故L可按照如下计算：（4-6） 根据实际LOM机加工条件，可以得出Lh取30000h，计算导轨寿命为：因此符合寿命条件。4.2.2滚珠丝杠部分的选择与计算滚珠丝杠是本LOM机的主要称重和导向装置，它的弯曲会验证影响末端工作台的零件加工精度，造成尺寸偏差，因此需要选择高质量适用的滚珠丝杠。预计其承重小于400N，预计寿命需要30000h。根据设计要求，本LOM成型机选择用BNT2005-2.6型号的滚珠丝杠副，参数如下：品牌/型号：THK/THKBNT2005-2.6THKBNT2005-2.6最大载荷 18300丝杆外径 20丝杆底径 17.2丝杆螺距 5现计算寿命系数L（）（4-7）式中：又知：（4-8）N由公式得：kN<Ca因此满足动载荷要求。（2）压杆稳定性校核已知：（4-8）式中符号:

一稳定系数，本设计取为2.0。

l一丝杠支撑长度(mm)，近似取为730mm。由公式得：因此满足稳定性要求。（3）计算丝杠临界转速（4-9）式中符号:

fc-临界转速系数，此次设计取1。l一丝杠支撑长度(mm)。由上式得： 由于1000<3124，所以转速的校核满足要求。（4）机械固有频率和传动系统刚度的计算任何机械在工作中都会产生振动，振动分为自由振动、强迫振动和自激振动，当机器内部或周边给予机器一个规律的振动时，很可能导机器的强迫振动，从而一直持续下去，严重影响加工质量，这是任何机械在设计时必须要考虑的，以下为校核过程：计算丝杠扭振的固有频率：已知：式中符号：

KT一丝杠的扭矩刚度(N·m/rad)J一丝杠的转动惯量(kg·m2)计算丝杠的扭矩刚度：已知：N·m/rad式中符号： G—丝杠材料的抗剪弹性模量（MPa），本次取8×104MPa由公式计算：N·m/rad下面计算仅丝杠的转动惯量：已知：式中符号：

d1一丝杠的外径(mm)l一丝杠的有效长度(mm)

ρ一比重。对于钢材，取=7.8kg/cm3。由公式：kg·m2计算支撑台和原型重量换算在丝杠上的转动惯量：已知：kg·m2（4-10）式中符号： m—工作台和原型的总重量；S—丝杠导程（mm）。由公式：kg·m2因此，丝杠上的总等效转动惯量J为：kg·m2扭振的固有频率可以从下面公式算出：由公式得：rad/s计算支撑台和原型质量在丝杠轴上所引起的纵向振动固有频率：已知：式中符号:

m一工作台和成型件的总质量(kg)，本设计中m=90kg。

KA一丝杠进给运动部分的总刚度(N/m)。且：

式中符号：

Kb一支撑轴向刚度

Ks一滚珠丝杠拉压纵向刚度Kn一滚珠螺母轴向刚度

Km一滚珠螺母在工作台上的刚度计算刚度：支承的轴向刚度与西岗的直径、材料等有关，具体采用数值如下表：表4-1支承轴向刚度和直径的关系丝杠直径/mm20100支承轴向刚度/（N/μm-1）15007000丝杠直径在20~100mm部分的轴向刚度表中没有给出，应和大多数查表程序一样，采用线性关系计算得出。因此，对于本设计：N/μm关于滚珠丝杠上的拉压纵向刚度Ks的计算如下：式中，E是丝杠材料的弹性模量，约取为2.1×1011Pa。由公式得：N/μm滚珠螺母轴向刚度Kn与丝杠材料、直径线数等都有关系，可从下表查出：表4-2螺母轴向刚度和直径的关系丝杠直径/mm204063100螺母轴向刚度/(N·μm-1)35090014002200用线性关系可以计算：N/μm滚珠螺母在工作台的刚度Km在实践中取1000N/μm。再由公式得：N/m计算纵向的振动固有频率由公式得：rad/s下面判断是否能够产生谐振：已知丝杠部分的转速极限约为1000r/min，故：rad/s因此，各部分的震动频率大大高于丝杠正常工作时的转速，因此满足要求，不会产生谐振。4.3同步带轮部分的设计计算电动机n=955rpmp=7w（1）设计功率Pd在皮带轮设计手册中查得：KA=1.2W（2）选择带型和节距根据Pd=8.4w、n1=955rpm可以定皮带为XL型，由表14.1-50得：节距Pb=5.080mm（3）小带轮齿数Z1选取由于带型和小带轮转速n1，在表中14.1-50可以查得小带轮的最小齿数：Zmin=10此处取为：Z1=20（4）小带轮节圆的直径由表14.1-60查得其外径是（5）大带轮方法同上（6）带速v(7)初定轴间距a0取a0=85mm（8）带长极其齿数由表14.1-51可知应选择代号为110的XL型同步带其节线长279.40mm，节线上齿数为Z=55。（9）实际轴间距a（结构轴间距是可调整的）（10）带轮啮合的齿数Zm（11)基本额定功率Pb由表14.1-58可以查得：Ta=50.17Nm=0.022kg/m（12）所需带宽ba式中：由表14.1-57查得所用的XL型带bs0=9.5mmZm=12kz=1在表中14.1-52查得：选择代号为050的XL型带。其中bs=12.7mm（13）带轮尺寸传动部分所选用的同步带为：110XL050小带轮尺寸：Z1=25d1=32.34mmda1=31.83mm大带轮尺寸：Z1=25d1=32.34mmda1=31.83mm本章小结本章具体计算了LOM成型机各个部分的选用原则和计算方法，验证了不同尺寸、功率下机器结构刚度、强度、稳定性等是否满足使用要求，具体选用了电机、丝杠、皮带等典型机械零件，这是一个综合设计验证的过程，本部分未提及的其他部分的机械装置大豆采用标准件或常用件，由于时间有限，如需要对其他机械结构部分的尺寸设计感兴趣，可以参照市场上待售的LOM成型机考虑。第5章产品开发与技术经济分析部分技术经济分析对于任何新型技术都是必要的，新技术要在对应的历史条件下才有发挥空间，所以我们要研究产品的市场效果、经济效果等，以此尽可能给企业带来价值。LOM成型机作为机械加工市场的消费品，对于消费者来讲，他们会更加在意商品的质量、功能、样式等。因此，我们需要在设计时就满足这些要求。故在生产加工之前，我们要分析出加工产品需要的预算部分，这可以为企业带来的尽可能的收益，充分满足消费者需求。所以，每一个设计品，都需要进行详细的产品技术经济分析。针对本次设计，根据LOM快速成型机的工作原理和工作特点，根据LOM快速成型机的运动规律和结构参数，根据成型机机械的运动轨迹，根据计算好的参数，前面部分已经对设备整体的方案进行了分析计算。现阶段为了达到我们设计的预计寿命，需要进行LOM产品的市场分析、经济分析，后进一步改进设分析，最后进行可靠性评价。5.1产品价值的分析1.有关产品是否值得开发运用利益评价法分析：经过实际的市场调研初步估计产品销售的价格为50000元/台，产品的可变费用大约是30000元/台，对于某企业初步预算每年销售量约为200台，销售量的标准偏差是50台，每年的固定费用约为3000000元，由计算公式得：SB=Q（Sn－Cv）－F=200×（50000-30000）-3000000=1000000（元）b=δ(Sn－Cv)=50×（50000-30000）=1000000（元）当企业利率为0时，此时数学中的利益标准值是由概率论中正态分布的知识可知：P=（SB≤0）=0.0228=2.28%，即设该LOM成型机的市场亏本的可能性在2.28%左右。由上可知本次设计类型的LOM成型机是很有市场的。2.技术评价对于机械创新的新项目技术评价可以分为机床体积、是否要运用LOM工艺，加工的精度，节能性能，维修性能，加工种类的多样和复杂性几种进行分析。他们的分数分别为4分、4分、3分、4分、3分、3分，由公式评价标准是X=1，但是这仅存在理想状态下。在现阶段的改革创新中0.8以上的得分的作品都是十分优秀的，二而0.6分以下是不合格的。因此可以分析出本次的设计方案是很好的。5.2可靠性经济分析LOM成型机的创新费用约100万元，分配到预计售出的机器上后成本是5000元，管理费是2000元，维修费每台4000元，而每台利润约为2万元左右，每台机器交税1000元。因此其标准价格P是：P=管理费用+制造费用+利润+税金+研制费用+销售费用即P=90000+4000+2000+5000+20000+2000=132000元。标准价格比上制造费用的β（比重）是现阶段产品的市场价格Pmax=150000元；因此元Y=0.84＞0.7，由此证明本LOM成型机的创新方案是可执行的。则此方案较好。本章小结本章主要论述了LOM机经济技术性分析的必要性，我们需要在设计时就满足这些要求。故在生产加工之前，我们要分析出加工产品需要的预算部分，同时对产品的设计方案进行了经济方面的相关校核，最终可知方案是十分可行的。结论本次毕业设计主要针对LOM快速原型机的机体重要部分的结构设计，设计的过程包括：在设计分析LOM快速成型机整体上及其其他组成部分的机械结构和工作原理的基础上，又对其各个重要部分（如电机，导轨丝杠，同步带轮）进行了严密的设计分析计算，其中包括工作台升降装置和扫描装置电机的选择部分计算。其中在升降装置中，对直线导轨、滚珠丝杠等关键零件部分进行了分析与选型，并且进行了相关计算，例如直线导轨的寿命的校核分析，滚珠丝杠的动载荷校核分析、压杆稳定性校核分析等等，保证了本次设计产品的正常工作。同时又对同步带的带轮进行了分析计算。总之，因为本次设计的LOM快速成型机主要以机械结构为主，因此，不管是导轨丝杠的选择，同步带轮的选择，电机的选择，它们的驱动部分部分都是类似的，都是由电动机，减速器，联轴器，制动器组成的。在LOM成型机的整体设计中，其中有许多的专用的部件，例如激光扫描机构、热压辊、调偏机构、机架等装置部分，这些都没学过，因此在本设计的过程中，只能通过查找相关设计手册和网上的资料去分析设计，考虑的可能不够全面，设计的过程也总是在不断的改进中完成的。此外，本设计中只考虑设计多的结构对称性和外观，忽略了整体结构材料浪费和工艺性方面的问题。致谢经过了大半年的设计讨论，我很高兴我能完成本次毕业设计，这是我本科最后的学习机会，我受锻炼了很多。不过我首先要感谢我的导师于晓东老师，从选取课题到难题破解，直到最终设计完成都得到了导师无微不至的帮助。导师兢兢业业的工作作风，热真负责的办事风格，不断坚持钻研创新的态度始终鼓舞着我。大半年多的毕设让我从于老师身上学到了很多东西，这是上理论课所得不到的，让我受益匪浅，现在我要真诚的说一句：于老师您辛苦了！同时我还要感谢帮助过我的同学和朋友们，他们在我做实验设计时给了我很多的帮助，因为此我才能按期圆满地完成我的毕业设计，我也在他们身上学到了很多。我还要感谢理工大学四年来对我的教育与培养，学校优秀的教学方法和教学环境对我的学习产生了很大的帮助。此外，毕业设计是着重机构整机的机械结构和工作原理的，不仅让我全面运用了大学四年的理论知识，大大提升了我的实践能力，还教会了我如何面对困难、解决困难，此次设计获益匪浅。由于我的水平有限，论文中难免有一定的不足，希望评阅老师及读者们能提出宝贵的建议。参考文献杨继全.快速成型技术的原理介绍.CAD/CAM与制造业信息化杂志.[J].2006.2[2]弘君.我国快速原型技术的发展.快速成型技术[J].2005.3.11[3]唐一平.先进制造技术.科学出版社[M].2012.1[4]蔡海燕.王赋.姜扬丰.快速成形技术的发展状况.大众科技[J].2005.8.18[5]李涤尘.赵万华.卢秉恒.快速成型技术发展方向探讨.CAD/CAM与制造业信息化杂志[J].2002.1[6]杨继全.徐国才快速成型技术.化学工业出版社[M].2006.2[7]黄树槐.快速成形技术的展望.中国机械工程[J].2000.11[8]吕新生.激光快速成型技术及其在产品设计中的应用.CAD/CAM与制造业信息化杂志[J].2013.1[9]刘伟军.快速成型技术及应用机械工业出版社[M].2005.1[10]王广春.快速原型技术及其应用化学工业出版社[M].2006.2[11]张志文.起重机设计手册中国铁道工业出版社[M].1998.3[12]吴宗泽罗圣国主编.机械设计课程设计手册（第二版）高等教育出版社[M].2004.4[13]JacobsFB.RapidPrototyping&Manufacturing-AFundamentalofStereolithograpy.DearbornUSA.CAD/CAMpublishingInc[J],1992[14]FengLin，WeiSun，Yongnian.Adecomposition-accumulationmodelforlayeredmanufacturingfabrication.RapidPrototypingJournal[J]，2001，[15]刘鸿文主编.材料力学（第二版）高等教育出版社[M].1991.5[16]FengLin，WeiSun，Yongnian.Adecomposition-accumulationmodelforlayeredmanufacturingfabrication.RapidPrototypingJournal[J]，2001，7(1):24~31[17]成大先主编.机械设计课程设计手册（第三版第二卷）化学工业出版社[M].1997.1[18]李洪.实用机床设计手册辽宁科学技术出版社[S],2001.6.附录11.引言叠层物体制造（LOM）是一种可从数字模型（Mueller和Kochan，1999年；Yoo和Walczyk，2005年；Kechagias，2007年）中打印三维实体物体的附加快速成型（RP）技术。物体是通过一个附加的过程来建造的，在这个过程中，材料的不同几何形状和尺寸被逐层打印出来。大多数情况下，LOM构建机制包含顺序循环堆叠、粘合和切割材料板层，使其达到所需的地理测量形状。通过滚筒进行堆叠，以将单个粘合涂层板材料输送至平台。然后，在规定的尺寸范围内，用热板或热层压辊对下面的层进行加热和加压。然后二氧化碳激光从每层切割出多余的材料。每次切割完成后，平台向下移动一个单位层厚度，下一层堆叠在顶部。按照上述步骤，热辊或热板施加压力以粘合新层。重复此过程，直到完成所需零件（Chryssolourisetal.2003；Klostermantal）。1997年；Falaleev和Nozhenko2012年；Spierings等人2013年；Ghariblu和Abedi，2014年）。到目前为止，关于添加剂制造（AM）技术综述的研究还很少，其中Schindel等。（2003）合理的系统输入材料和面向过程的分层制造分类。Chua等人（1998）描述了AM工艺不同技术的基本局限性，并比较了它们的当前和未来前景。关于叠层物体的制造工艺，目前尚无文献资料进行综述，但在不同的期刊上发表了不同的具体研究。例如，Klosterman等人（1998a）论述了弯曲LOM在聚合物基复合材料（PMC）制造中的应用。研究人员还研究了用LOM工艺生产的苯丙乳液粘合剂。他们的研究表明，叠层产品具有光滑的表面、良好的韧性和均匀的结构以及通过辊连续卷取的能力（Cui等人2003年）。此外，Aravind等人（2001）证明了基于八叉树的优化叠层物体制造中外来物质去除的算法是合理的。邱、廖（2003）LOM过程中烧损规律的激光路径规划。另一方面，为了降低制造成本和精度问题，提出了金属零件和模具快速成型的概念。在本研究中，为了经济、准确和快速地生产零件，采用了层的近净构建和净成形方法（Karunakaranal.2000年）。为了缩短产品开发周期，降低开发复合材料零件的成本，为树脂传递建模（RTM）制作了复合材料零件的LOM快速原型（Tari等人。1998年）。Kechagias等人（2004）层合对象制造过程构建时间估计算法。在另一项关于层合物制造（LOM）工艺的研究中，研究了一种利用屏蔽纸自粘板去除LOM工艺废料的新方法。这种新工艺的主要思想是在同一位置进行粘合然后切割，避免因重新定位而产生的累积误差，并对内部废料进行去立方体（Liao等人2003年），用于层压物体制造的陶瓷生料带挤压。基于三维瞬态热传导理论，建立了一种基于矩形几何LOM零件的叠层物体制造（LOM）热模型。在这项研究中，已经建立了一个数学模型来计算身体各部位的热量分布（Flach等人2014年）。Chiu等人（2003，（图1），LOM工艺烧损规则的激光路径规划。为了提高工作效率，减轻复杂的脱粘过程，采用自适应交叉阴影法对复合材料制造（LOM）的废料去除过程进行了研究（廖、邱，2001）。Dasa和Madra（2003）在一个由氧化铝陶瓷制成的LOM体中进行了粘合剂去除研究。Zak和Wang（2002）研究了热塑性粘合金属薄片的热辊方法。这项研究证明，通过提供恒定的热量和压力，可以获得良好的结合强度。通过对不同参数的评价，对复合材料的强度进行了实验研究。由此可知，加热器温度（ht）、平台收缩（pr）、加热器速度（hs）、激光速度（ls）、送料速度（fs）和平台速度（ps）等工艺变量的影响较小，发现LOM生产的零件拉伸强度主要取决于层厚（廖和邱2006）。Yoo和Walk（2005），一种用于层压模具的高级切割轨迹算法。为了描述层合板的热传递和变形现象，对层合板在LOM过程模型中的热-力学行为进行了数值分析。在本研究中，我们对LOM制程进行应力与热传递分析，并探讨制程参数对产生应力与温度分布之影响。从这一研究结论来看，较大的辊径更有利于良好的粘合，层压板的厚度对LOM过程的应力分布有很大的影响（Sonmez和Hahn1986）。Park等人（2000）层压物体制造（LOM）过程的特征。本文的主要目的是对金属和非金属LOM工艺的研究进行综述，并阐明今后的研究方向。本文的总体内容分为四个部分：第一节。2，描述LOM的发展，章节。3：3D金属打印机说明，第4：整体思路总结。2.LOM开发的基础工作在过去的30年中，层合对象制造已经取得了很大的进展，与其他快速成型技术一样，不同的学者和机构也进行了大量的LOM研究。本研究以碳化硅（SiC）为主要材料，制备了颗粒陶瓷复合材料、陶瓷基复合材料和聚合物基复合材料。使用加热辊在足以熔化粘合剂的温度（1808°C）下对陶瓷带进行层压。在这一过程中，生产了几件接近净尺寸的零件，但总强度没有商业生产的SiC（300–400兆帕）高。以连续纤维SiC/SiC为基料，制备了陶瓷基复合材料。该部分是通过单独的交替层单片陶瓷带和单向连续SiC纤维预浸料的叠层来开发的。在该系统中，以SiC/SiC涡轮发动机密封件为例进行了建模。关于用LOM制备CMC，本文报告的主要结果是，纤维预成型体的整个过程都是近净形状的致密化，部分已经得到充分证明。但是，接口处的光纤损坏没有得到解决。在聚合物基复合材料中，以连续玻璃纤维和环氧树脂预浸料为焦点材料，采用连续玻璃纤维和环氧树脂进行LOM制备。分层和切割是按照标准LOM工艺自动进行的，因此，由于LOM加热器驱动装置限制了完全压实和完全固化，因此无法在LOM工艺中完全巩固和固化PMC零件。因此，层压零件在后处理过程中会发生收缩、翘曲和分层。Obikawa等人（1999）研究了作为原材料的钢叠层。叠层钢产品是通过重复两个主要工作来制造的。逐层焊接和堆积薄钢板的工艺从所述顶钢板中切出3D-CAD模型的截面。三维将更改为STL格式的CAD实体模型数据发送到系统控件计算机。焊接操作是通过使用热压机和采用激光位移仪测量叠层工件的高度。在计算机上安装的凸轮控制的顶薄钢板切削基准面和刀具轨迹上，计算了三维模型的形状。这个模型的横截面是使用配备有通过去除不必要的层压工件的零件。在本研究中，有两个机械元件；研制了开口扳手和微型车轮用复合钢板。这个通过剥离和弯曲试验评估工件的强度。在这些里面实验中，一种薄钢板涂有80毫米厚的U型合金，只有钢板的一面钢板和钢板，两侧涂有40mm厚的U合金暴露于剥离试验中。实验结果表明，金属键合在较低温度下出现在U合金涂层之间。金属键合在U合金和钢之间或钢和钢之间需要更高的焊接温度。另外，从3点弯曲试验来看，钢涂有U型合金两侧40mm厚的材料具有较高的体积强度。但这里应该注意随着层厚的增加，温度分布不均匀在整个层和导致翘曲以及粗糙的表面光洁度。因此为了解决这个问题，需要进行广泛的研究。Himmer等人（1999），进行了一项生产注塑模具的研究。以铝合金板为原料的LOM工艺。整个LOM这一过程是由带冷却通道的模具的三维CAD建模开始的。然后，将该模型改为切片STL格式，用于激光切割冷却。用于铣削多余材料的通道零件和NC文件格式。粘合剂涂层铝合金板使用压力和氮气完成，它起到阻止合金氧化的作用。按照这个程序，程序块插入炉中进行热处理。在这个LOM系统中，一个复杂的带高效冷却系统的冷却通道模具，更好的机械性能性能、优化的粘合强度和缩短的冷却循环时间通道是制造出来的。这种叠片工艺的主要问题是，系统仅限于在低温和压力水平下工作。因此高压和热分布需要通过层压工艺。另一个LOM研究分层过程是使用完全致密的自由层进行的。模板制作工艺（FDFF）。在这种方法中，制作了一个三维功能部件。使用自适应分层方法对预先定义的板材和切片进行水切割。切割机或激光切割机。在本研究中，使用层对准和多层接合方法来进行制造过程。分层准确，定位在一起，然后在压力下粘合在一起。还有热量。FDFF过程的基本原理包括分层切割工艺，不同方向的变厚度分层和切片。在这种方法中，与其他层压工艺一样，将CAD模型切片为计算机层；然后从计算机层的计算值中切割材料表。然后，通过在层之间添加粘合材料，将层对齐到工件保持系统中。在那之后，使用压力和热量，层附在一起形成一个三维原型从一个完全致密的材料（图3）。在这项研究中为实现叠片过程的全面控制，安装了特殊的层对机构。第一个是，因为桌子可以升降，形成一个稳定的，但是工件的移动平台。第二个是一个X和Y定位系统，可以到达工作台上方的任何一点及其上。由步进电机驱动的两个螺旋驱动执行器的周界。第三个在它们被放置好之后暂时将它们固定在一起安全转移到加热和夹紧过程。然后是线性系统执行器将销水平移动到每个点，为要标记的层的位置。然后切片层和粘合材料放入四点模板。另一个执行器降低工作台以继续到下一层，然后重复该过程。在复合系统中，一系列销用于接触零件表面，然后固定以防止移动。高低不平的销子使顶部和底部的压力均匀。部分。锁定销后，提升机构提升底部部件并提供所需的粘合力（图4）。此外，一个热源被用来融化粘合材料并连接各层。从这项研究中产生了两个机械部件（锤头和自行车曲柄）。该系统的主要优点是切割速度快，能够从任何材料中生产零件。另一方面，用该系统生产的材料的力学性能不符合STM标准。因此，还需要对键合性能和应力进行其他研究（Glen等人2011）。Thomas等人（2003）制造与其他类似的新机器对流式LOM机器。这装有铣床主轴的LOM机器它用来切割层而不是激光。这台机器的优点是用于缩短建造时间，提高金属原型的精度和能力模型。3.结论金属3D打印机的早期发展，显示了其在容量方面的良好进展。打印三维对象模型配置文件。本文讨论了不同的LOM过程。纸、碳化硅、不同复合材料和金属复合材料的层压正当的。叠层物体制造是制造几乎所有几何形状功能部件的一种很好的替代方法，它有助于降低成本和操作时间。纸和复合层压材料的力学性能已经显示出良好的效果，而金属复合材料的层压材料仍然需要进一步的研究。附录21.IntroductionLaminatedobjectmanufacturing(LOM)isoneoftheadditiverapidprototyping(RP)techniqueswhichcanprint3Dsolidobjectsfromadigitalmodel(MuellerandKochan1999;YooandWalczyk2005;Kechagias2007).Theobjectisbuiltbyusinganadditiveprocessinwhichdifferentgeometricalshapeandsizeofmaterialsareprintedlayerbylayer.Mostly,LOMbuildingmechanismscontainsequentialcyclicstacking,bondingandcuttingthematerialsheetlayerstothedesiredgeo-metricalshape.Stackingisperformedviaarollertodeliverasingleadhesive-coatedsheetmaterialtoplatform.Then,thebondingprocessisperformedtothelayerbelowbyheatingandpressurizingwithhotplateorhotlaminatingrollerthroughoutthespecifieddimensions.Thencarbondioxidelasercutsportionsofexcessmate-rialsfromeachlayer.Aftereachcutiscompleted,theplatformmovesdownbyaunitlayerthicknessandthenextlayerisstackedatthetop.Followingtheaboveprocedures,thehotrollerorhotplateappliesapressureforbondingthenewlayer.Thisprocessisrepeateduntilthedesiredpartiscompleted(Chryssolourisetal.2003;Klostermantal.1997;FalaleevandNozhenko2012;Spieringsetal.2013;GharibluandAbedi2014).Tillthistime,fewresearchesarepublishedongeneralreviewofadditivemanufacturing(AM)technologies,ofwhich,Schindeletal.(2003)justifiedsystematicinputmaterialandprocessorienteddependentclassificationoflayermanufacturing.Chuaetal.(1998)describefundamentallimitationsfordifferenttechnologyofAMprocessaswellcomparedtheircurrentandfutureperspectives.Regardinglaminatedobjectmanufacturingprocess,thereisnoreviewedliteraturematerialbutdifferentspecificresearcheshavebeenpublishedindifferentjournals.Forinstance,Klostermanetal.(1998a)addressedtheapplicationofCurvedLOMforthefabricationofpolymermatrixcomposites(PMCs).Alsoresearchersinvestigatedastyrene-acryliclatexbindermanufacturedwithLOMprocess.Theirworkshowsthatthelaminatedproducthaveasmoothsurface,goodtoughnessandhomogeneousstructureaswellcapacitytocoilcontinuouslybyaroller(Cuietal.2003).Moreover,Aravindetal.(2001)hasjustifiedanOctree-BasedAlgorithmfortheOptimizationofExtraneousMaterialRemovalinLaminatedObjectManufacturing.ChiuandLiao(2003)LaserPathPlanningofBurnoutRuleinLOMProcess.Ontheotherresearch,conceptofrapidprototypingofmetallicpartsandmouldswereproposedtoreducemanufacturingcostandaccuracyproblem.Inthisresearch,near-netbuildingofthelayersandnet-shapingmethodologieswereadoptedinordertoproducepartseconomically,accuratelyandrapidly(Karunakaranal.2000).LOMRapidprototypingofcompositepartswereproducedforresintransfermodelling(RTM)toreduceproductdevelopmentcycletimeandlowercostofdevelopingcompositeparts(Tarietal.1998).Kechagiasetal.(2004)Processbuild-timeestimatoralgorithmforlaminatedobjectmanufacturing.Inanotherstudyoflaminatedobjectmanufacturing(LOM)process,anewapproachofwasteremovalofLOMprocesswhichemploysself-adhesivesheetwithshieldingpaperswereinvestigated.Themainideaofthisnewprocessistoperformbond-then-cutatthesameposition;avoidingaccumulatederrorresultedfromreposition,andtode-cubetheinnerwastematerial(Liaoetal.2003).Zhangetal.(1999)Ceramicgreentapeextrusionforlaminatedobjectmanufacturing.Athermalmodelforlaminatedobjectmanufacturing(LOM)hasbeendevelopedbasedon3-dimensionaltransientheatconductioninarectangulargeometryLOMpart.Inthisresearch,amathematicalmodelhasbeendevelopedforheatdistributionoccurringoverallpartsofthebody(Flachetal.2014).Chiuetal.(2003,(Fig.1),laserpathplanningofburnoutruleforLOMprocess.Thewastematerialremovalprocessoflaminatedobjectmanufacturing(LOM)isalsostudiedbyadaptivecrosshatchapproachtoimproveworkingefficiencyandalleviatecomplicateddecubingprocessinvolved(LiaoandChiu2001).DasaandMadra(2003)thebinderremovalstudieswerecarriedoutinaLOMmadebodyofaluminaceramics.ZakandWang(2002)investigatethehot-rollermethodofthermoplasticadhesivebondingformetallaminations.Thisresearchjustifiedthat;agoodbondingstrengthcanbeobtainedbysupplyingconsistentheatandpressure.Strengthoflaminatedobjectmanufacturing(LOM)hasbeeninvestigatedexperimentallybyevaluatingdifferentvariables.Fromthis,processvariablessuchas,HeaterTemperature(HT),PlatformRetract(PR),HeaterSpeed(HS),LaserSpeed(LS),FeederSpeed(FS)andPlatformSpeed(PS)haveminoreffectanditwasfoundthatthetensilestrengthofapartproducedbyLOMdependsmainlyontheLayerthickness(LiaoandChiu2006).YooandWalk(2005),anadvancedcuttingtrajectoryalgorithmforlaminatedtooling.Anumericalanalysisofthethermo-mechanicalbehaviourofalaminateduringtheLOMprocessModelsweredevelopedtodescribeheattransferanddeformationphenomena.Inthisstudy,