层片叠加制造工艺是将单面涂有热溶胶(在被加热状态下可产生粘性)的箔材(纸、陶瓷箔、金属箔等)通过热辊加热粘接在一起,位于上方的激光器按照CAD分层模型所获数据,用激光束将箔材切割成所制零件的内外轮廓,然后新的一层箔材再叠加在上面,通过热压装置和下面已切割层粘合在一起,激光束再次切割,在每一层进行切割和粘合的过程,直至整个零件模型制作完成。
薄片分层堆层制作是根据三维CAD 模型每个截面的轮廓线,在计算机控制下,发出控制激光切割系统的指令,使切割头作X 和Y 方向的移动。供料机构将地面涂有热溶胶的箔材(如涂覆纸、涂覆陶瓷箔、金属箔、塑料箔材)一段段的送至工作台的上方。激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓用二氧化碳激光束对箔材沿轮廓线将工作台上的纸割出轮廓线,并将纸的无轮廓区切割成小碎片。然后,由热压机构将一层层纸压紧并粘合在一起。可升降工作台支撑正在成型的工件,并在每层成型之后,降低一个纸厚,以便送进、粘合和切割新的一层纸。最后形成由许多小废料块包围的三维原型零件。然后取出,将多余的废料小块剔除,最终获得三维产品。
叠层实体制作快速原型工艺适合制作大中型原型件,翘曲变形较小,成型时间较短,激光器使用寿命长,制成件有良好的机械性能,适合于产品设计的概念建模和功能性测试零件。且由于制成的零件具有木质属性,特别适合于直接制作砂型铸造模。
分层实体制造(LOM)的优点如下:
(1)成型速度较快。由于只需要使用激光束沿物体的轮廓进行切割,无须扫描整个断面,所以成型速度很快,因而常用语加工内部结构简单的大型零件。
(2)原型精度高,翘曲变形小。
(3)原型能承受高达200摄氏度的温度,有较高的硬度和较好的力学性能。
(4)无需设计和制作支撑结构。
(5)可进行切削加工。
(6)废料易剥离,无须后固化处理。
(7)可制作尺寸大的原型。
(8)原材料价格便宜,原型制作成本低。
分层实体制造(LOM)的缺点如下:
(1)不能直接制作塑料原型。
(2)原型的抗拉强度和弹性不够好。
(3)原原型易吸湿膨胀,因此,成型后应尽快进行表面防潮处理。
(4)原型表面有台阶纹理,难以构建形状精细、多曲面的零件,因此,成型后需进行表面打磨。