理论教育 LOM成形技术的广泛应用

LOM成形技术的广泛应用

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:LOM成形技术自美国Helisys公司于1986年研制开发以来,在世界范围内得到了广泛的应用。图8-37奥迪轿车刹车钳体精铸母模的LOM原型3.工艺品的制作太极球的3D打印是典型的利用3D打印方法快速方便地制造概念模型零件的实例。利用LOM工艺制造时,成形件内应力很小,不易变形。

LOM成形技术的广泛应用

LOM成形技术自美国Helisys公司于1986年研制开发以来,在世界范围内得到了广泛的应用。它虽然在精细产品和塑料件等方面不及SLA具有优势,但在比较厚重的结构件模型、实物外观模型,砂型铸造、快速模具母模、制鞋业等方面,具有独特的优越性,并且LOM技术制成的制件具有很好的切削加工性能和黏结性能。

1.产品模型的制作

1)LOM制作车灯模型

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,这导致对与整车配套的各主要部件的设计也提出了更高的要求。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——从事车灯设计与生产的专业厂家的传统开发手段受到了严重的挑战。

3D打印技术的出现,较好地迎合了车灯结构与外观开发的需求。图8-34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

图8-34 LOM工艺打印的轿车车灯模型

2)LOM制作鞋子模型

当前国际上制鞋业的竞争日益激烈,美国Wolverine World Wide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软件和Helysis公司的LOM技术是Wolverine World Wide公司成功的关键。设计师们首先设计鞋底和鞋跟的模型或图形,如图8-35所示,从不同角度用各种材料产生三维光照模型显示,这种高质量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,但是在投入加工之前,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表面喷涂可产生不同效果的材质。将每一种鞋底配上适当的鞋面,然后生产若干双样品,放到主要的零售店展示,以收集顾客的意见。根据顾客反馈的意见,计算机能快速地修改模型,根据需要,可再生产相应的LOM模型和式样。

图8-35 LOM打印的鞋子模型

2.快速模具的制作

LOM原型用作功能构件或代替木模,能满足一般性能要求。若采用LOM原型作为消失模,进行精密熔模铸造,则要求LOM原型在高温灼烧时发气速度要慢,发气量及残留灰分较低。此外,采用LOM原型直接制作模具时,还要求其片层材料和黏合剂具有一定的导热和导电等性能。(www.daowen.com)

在铸造行业中,传统制造木模的方法不仅周期长、精度低,而且对于一些形状复杂的铸件,例如叶片、发动机缸体、缸盖等制造木模困难。数控机床加工设备价格昂贵,模具加工周期长。用LOM制作的原型件硬度高,表面平整光滑、防水耐潮,完全可以满足铸造要求。与传统的制模方法相比,此方法制模速度快,成本低,可进行复杂模具的整体制造。

某机床操作手柄为铸铁件,如图8-36所示,人工方式制作砂型铸造用的木模十分费时,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可直接在CAD/CAM软件平台上完成,借助3D打印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用的木模,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。

图8-36 手柄铸铁件的3D模型及LOM打印的木模

汽车工业中很多形状复杂的零部件均由精铸直接制得,如何高精度、高效率、低成本地制造这些精铸母模是关键。采用传统的木模手工制作,对于曲面形状复杂的母模,效率低、精度差;采用数控加工制作,则成本太高。采用LOM工艺制造汽车零部件精铸母模,生产效率高,尺寸精度高。图8-37所示为采用LOM工艺制造的奥迪轿车刹车钳体精铸母模的LOM原型,其尺寸精度高,尺寸稳定不变形,表面粗糙度低,线条流畅,完全达到并超过了精铸母模质量验收标准,并能精铸出金属制件。

图8-37 奥迪轿车刹车钳体精铸母模的LOM原型

3.工艺品的制作

太极球的3D打印是典型的利用3D打印方法快速方便地制造概念模型零件的实例。它是一种方便牢固的连接方式,其结合面完全是由锥面通过复杂的旋转构成的,X、Y、Z三个方向中任何一个轴的加工误差将影响其无缝连接效果,故这也是检验3D打印和数控加工总体精度最直观、最简单的方法。如果采用铣削工艺,这种零件需要多轴数控铣床进行加工,加工费用昂贵,工时较多。

利用LOM工艺制造时,成形件内应力很小,不易变形。只要处理得当,不易吸温,尤其是其精度高,表面粗糙度低,可以满足两个太极半球精确扣合的设计要求,如图8-38所示。

图8-38 LOM工艺制作的太极球

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