分层实体成形

又称为狭义的叠层制备技术，该技术是利用薄片材料、激光、热熔胶来制作叠层结构。该系统主要包括计算机、数控系统、原材料存储与运送部件、热黏压部件、激光切系统、可升降工作台等部分。激光切割器将沿着工件截面轮廓线对薄膜进行切割，热黏压部件将逐层地把成形区域的薄膜黏合在一起，直至工件完全成形。1

简介分层实体成形又称层叠成形法(Laminated Object Manufacturing。简称LOM)。是以薄片材(如纸片、塑料薄膜或复合材料)为原材料。通过薄片材进行层叠加与激光切割而形成模型。其成形原理为激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓数据。将背面涂有热熔胶的片材用激光切割出模型的内外轮廓；切割完一层后。工作台下降一层高度。在刚形成的层面上叠加新的一层片材。利用热粘压装置使之粘合在一起。然后再进行切割。

成形材料分层实体制造中的成形材料为涂有热熔胶的薄层材料，层与层之间的黏结是靠热熔胶保证的。材料一般由薄片材料和热熔胶两部分组成。

薄片材料根据对原型件性能要求的不同，薄片材料可分为：纸片材、金属片材、陶瓷片材、塑料薄膜和复合材料片材。对基体薄片材料有如下性能要求：①抗湿性(保证原料不会因时间长而吸水，可用纸的施胶度表示)；②良好的浸润性(保证良好的涂胶性能)；③抗拉强度(保证在加工过程中不被拉断)；④收缩率小(保证热压过程中不会因部分水分损失而导致变形，可用伸缩率表示)；⑤剥离性能好，表面光滑并有较好的稳守件。

热熔胶用于LOM纸基的热熔胶按基体树脂划分，主要有乙烯一醋酸乙烯酯共聚物型热熔胶、聚酯类热熔胶、尼龙类热熔胶或其混合物。热熔胶要求有如下性能：①良好的热熔冷固性能(室温下固化)；②在反复“熔融一固化”条件下其物理化学性能稳定；③熔融状态下与薄片材料有较好的涂挂性和涂匀性；④足够的黏结强度；⑤良好的废料分离性能。

特点与其他快速成形工艺方法相比，分层实体成形方法具有以下优点。

(1)制件精度高。这是因为在薄形材料选择性切割成形时，在原材料中，只有极薄的一层胶发生状态变化，即由固态变为熔融态，而主要的基底材料仍保持固态不变，因此翘曲变形较小，无内应力。

(2)分层实体制造中激光束只需按照分层信息提供的截面轮廓线切割而无需对整个截面进行扫描，且无需设计和制作支撑，所以制作效率高、成本低。结构制件能承受高达200℃的温度，有较高的硬度和较好的机械性能，可进行各种切削加工。

缺点：由于材料质地原因，加工的原型件抗拉性能和弹性不高；易吸湿膨胀，需进行表面防潮处理；薄壁件、细柱状件的废料剥离比较困难；工件表面有台阶纹，需进行打磨处理。

LOM成形工艺最适合制造较大尺寸的快速成形件。成形件的力学性能较高。LOM成形工艺的制模材料因涂有热熔胶和特殊添加剂。其成形件硬如胶木。有较好的力学性能。且有良好的机械加工性能。可方便地对成形件进行打磨、抛光、着色、涂饰等表面处理。获得表面十分光滑的成形件。成形件的精度高而且稳定。成形件的原材料(纸)价格比其他方法便宜。无须设计和制作支撑结构。

应用LOM成形件主要用于以下几个方面。

(1)直接制作纸质功能制件，用作新产品开发中工业造型的外观评价、结构设计验证。

(2)利用材料的黏结性能，可制作尺寸较大的制件，也可制作复杂薄壁件。

(3)通过真空注塑机制造硅橡胶模具，试制少量新产品。

(4)快速制模：①采用薄材叠层制件与转移涂料技术制作铸件和铸造用金属模具；②采用薄材叠层方法制作铸造用消失模；③制造石蜡件的蜡模、熔模精密铸造中的消失模(用环氧树脂和金属粉末制作出铸造用石蜡铸型的模具，这种模具能够承受60℃以上的温度，适于批量加工石蜡模型)。

本词条内容贡献者为:

杨晓红 - 副教授 - 西南大学