LOM系统的叠层（层与层之间的黏结）是通过加热辊加热加压滚过背面带有黏胶的涂敷纸来完成的。LOM叠层件的强度由辊子速度、纸张变形、加热辊的温度、环境温度及纸与加热辊的接触面积综合决定。

当增加加热辊的压力时，由于气孔被消除，黏结强度增大。增加加热辊的压力，同样可以增加接触面积，从而提高黏结强度。而压力过大，则会引起零件的翘曲变形。因此，系统必须加以调节。

加热系统的作用主要是：将当前层的涂有热熔胶的纸与前一层被切割后的纸加热，并通过热压辊的碾压作用使它们黏结在一起，即每当送纸机构送入新的一层纸后，热压辊就应往返碾压一次。

1.加热系统分类

LOM工艺的加热系统按照其结构来划分，通常有两种：辊筒式和平板式。

1）辊筒式加热系统

该种系统由空心辊筒和置于其中的电阻式红外加热管组成，用非接触式远红外测温计测量辊筒表面的温度，由温控器进行闭环温度控制。这种加热系统的优点在于：辊筒在工作过程中对原材料只施加很小的侧向力，不易使原材料发生错位或滑移，不易将熔化的黏合剂挤压至网格块的切割侧面而影响剥离。其缺点在于：辊筒与原材料之间为线接触，接触面过小导致传热效率低，因此所需的加热功率较大。一般来说，辊筒的设定温度应大大高于原材料上的黏合剂的熔点。为实现加热功能，压辊采用钢质空心管，在管内部装有加热棒，使辊加热。图8-14所示为热压辊工作原理。

图8-14　热压辊工作原理

热压辊实现往复行走的原理是：伺服电动机通过驱动轮驱动主动轮旋转，主动轮和从动轮又驱动同步带行走，同步带与压辊连接板固连在一起，因此会驱动压辊支架行走，从而实现热压辊的往复行走。为保证对纸的碾压平整，压辊支架采用了浮动结构。当压辊行走时，通过导向光杠进行导向。位于压辊连接板上的传感器用于测量压辊的温度。

2）平板式加热系统

该种加热系统由加压板和电阻式加热板组成，用热电偶测量加压板的温度，由温控器进行闭环温度控制。这种加热系统的优点在于：结构简单，加压板与原材料之间为面接触，传热效率高，因此所需加热功率较小，加压板相对成形材料的移动速度可以比较快。其缺点在于：加压板在工作过程中对原材料施加的侧向力比辊筒式大，可能使原材料发生错位或滑移，并将熔化的黏合剂挤压至网格块的切割侧面而影响剥离。

2.几种热压方式的比较

1）浮动辊热压方式

浮动辊热压方式如图8-15所示，它是应用较广泛的一种热压方式，美国的Helisys公司、新加坡的Kinergy公司均采用这种热压方式。

图8-15　浮动辊热压方式

2）热压平板整体热压方式

热压平板整体热压方式如图8-16所示，热压平板具有较大的加热面积，能一次性对整个工作台进行热压。

图8-16　热压平板整体热压方式

3）气囊式热压方式(www.daowen.com)

美国的Helisys公司提出了一种利用LOM工艺制造大型曲面壳体的制造方式，它主要是针对非平面黏结面设计的。它采用一组与零件的轮廓面平行的空间曲面对零件的CAD模型进行离散，在一个曲面基底上层层堆积。这种制造方式只加工零件轮廓，可以提高制造效率，减小台阶效应，提高零件的表面质量，如图8-17所示。

图8-17　气囊式热压方式

4）板式热压方式

板式热压方式，是清华大学激光快速成形中心的一项专利，如图8-18所示。它由内部的发热元件产生热量，并通过底部的平板结构将热量传递给成形材料，如涂覆纸，完成加热和施压黏结工艺。

图8-18　板式热压方式

几种典型的热压方式的比较见表8-1。

表8-1　热压方式的比较

3.热压系统的组成

热压系统是一个高度集成化的机械电子学单元，它包括以下几部分：（1）热压机械结构；（2）发热体、温度传感器及相应的温度控制系统；（3）运动机构及相应的传动、驱动、控制系统；（4）测高系统，借助于测高系统，在造型过程中自动调整工作台的位置，以保证零件加工平面、热压平面和扫描加工的聚焦平面始终在一个平面上。热压系统的组成和控制原理如图8-19所示。

图8-19　热压系统的组成及控制原理框图

4.热压扫描集成机构

随着对叠层实体制造工艺理解的深入，近年来出现了将热压和XY扫描机构集成在一起的单层平台结构。这种结构使得成形机结构大大简化，并节省了一个驱动轴，降低了设备成本。在双层平面结构中，XY激光扫描和热压牵引是由两套独立的机构完成的。由于这两套机构的运行平面重叠，为了避免机构干涉，因此必须采用两层平面，将两套运动机构在垂直方向上分开。但在叠层实体制造工艺中，XY扫描与热压运动从不同时进行，而且热压运动的方向都是平行于某一个扫描轴（如Y轴）的。因此可以将热压牵引机构与XY扫描机构合并，成为一个既可以进行平面切割运动又可以完成热压运动的“一体化”装置，达到简化成形机构、降低成本的目的。热压扫描集成机构如图8-20所示。它由热压装置、X轴运动机构（包括驱动电机、导轨、丝杠或同步齿形带、钢丝等）、Y轴运动机构（包括驱动电动机、导轨、丝杠或同步齿形带、钢丝等）、聚焦镜和挂接机构组成。其中热压装置和X轴运动机构都通过滑块在Y轴导轨上运动。而Y轴的驱动部件（如丝杠、滑块等）只与X轴运动机构连接。挂接机构利用机械挂接或电磁铁吸附完成X轴运动机构与热压装置的连接、分离。

图8-20　热压扫描集成机构示意

热压扫描集成机构有两种工作状态。一种是扫描状态，当进行零件轮廓、边框和网格切割时，XY运动机构共同组成一个二维扫描运动机构，完成二维图形的切割。当切割完后，需要进行热压运动、黏结新层时，X轴运动机构沿Y轴移动到热压装置近处，通过挂接机构，挂接上热压装置，如图8-21（a）所示，此时为热压状态。在Y轴驱动的带动下，X轴运动机构和热压装置一起运动，完成碾压运动，实现新层的黏结，如图8-21（b）所示。热压完后，X轴运动机构和热压装置又一起回到原始位置，挂接机构分离，回到扫描状态。X轴运动机构又可独立运动，热压装置则停留在原位，等待下一个工作循环，再次热压。

图8-21　热压扫描集成机构的状态切换

（a）热压状态；（b）实现新层的黏结