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摘 要：3D打印技术又称为快速成型技术和增材制造技术，是上世纪80年代起源于美国的一项新技术。3D打印技术是指利用三维设计数据在一台设备上可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件，从而实现“自由制造”，解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。如同蒸气机、福特汽车流水线引发的工业革命，3D打印技术因是“一项将要改变世界的技术”，已引起全球关注。英国《经济学人》杂志认为3D打印技术将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”，3D打印技术正在快速改变我们传统的生产方式和生活方式。我国自上世纪90年代初开始研究这一技术，发展至今，从总体上看，我国3D打印装备的部分技术水平与国外先进水平相当，但在成形材料、智能化控制和应用范围等方面较国外先进水平落后。目前，我国制造业产值已跃居世界第一位，经济发展已经从产品匮乏到产品极大丰富，产过于求逐渐成为经济发展的矛盾。转变经济发展方式是我国经济发展需要探索的首要问题，3D打印技术的发展给我们提供了一个这样的契机。
本文着重介绍了一种以PVC塑料薄膜为打印主材，以专用胶水及解胶水为打印辅材的LOM成型工艺的三维立体打印机的工作原理，技术参数，机器特点及机器的相关应用案例。
关键词：3D打印技术 LOM成型工艺 PVC薄膜材料 应用案例
中图分类号：TP334 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-00
1 概述
本文要介绍的一种3D打印设备是SD300Pro型三维立体打印机，该设备采用LOM成型工艺，以PVC塑料薄膜为打印主材，以专用胶水、解胶水及解胶笔为打印辅材。其工艺原理是根据零件分层几何信息切割塑料薄膜，将所获得的层片粘接成三维实体。其工艺过程是：首先铺上一层塑料薄膜，然后用机械刀具在计算机控制下切出本层轮廓，当本层完成后，用解胶笔蘸取解胶水预涂在不需要的部分，再铺上下一层塑料薄膜，同时通过8根喷胶管将专用胶水涂覆在二层塑料薄膜之间，使新铺上的一层牢固地粘接在已成形体上，再切割该层的轮廓，如此反复直到加工完毕，最后去除不需要的部分以得到完整的零件。
2 设备的工作原理
该设备的工作原理及步骤如下：
1.首先，将三维的CAD 设计文档导入设备附带的 SDView 应用软件中；
2.切割刀根据每个横切面的数据，在一层层 的PVC薄膜上进行切割，并依次堆叠，每层PVC薄膜之间用胶水粘合，而不需要粘合的地方用解胶水将胶水擦掉。
3.不出几小时，将堆叠完成的PVC板块取出。
4.拨除多余的PVC材料，即可将实体模型握在手中。
3 设备的技术参数及特点
3.1 主要技术指标
采用技术：塑胶薄膜叠层（LOM）；建模材料：PVC 工程塑料；
打印精度：+/- 0.1 mm （XY）；打印层厚度（含胶水层）：0.168 mm （Z）；最大建模尺寸：160X210X135mm（XYZ）；支持的图档格式：STL；所支持的计算机系统平台：Windows 2000， XP， VISTA，win7；
3.2 特点
1）体积小巧：机身净重只有约36KG的重量，可配置于任何工作台上，丝毫不会影响使用者的工作环境。
2）操作简便，无需复杂的设定：无需长时间训练，节省人力成本和时间，从开箱到开始建模使用只需很短的时间。
3）成型速度快：在新品研发中，可进行及时的功能、外观验证，与传统的大多数的样品试制相比，成型速度快。
4）成本低廉，是一款用得起的打印机：与动辄好几十万的其他工业级3D打印机相比，价格相对低廉，耗材的使用方面也更为经济。
5）打印出的模型既精密又坚固：可进行复杂的工程验证，打印出的精细模型可体现出表面纹路，使之成为有效的成品展示，此外模型相对而言比较坚固，可进行抛光、钻孔、切割、喷漆上色等加工处理。
6）可无人值守，安全可靠。打印机开始工作后，不用专人看管，即便是晚上也可自己工作，若遇到断电、耗材不足等情况时，在重新通电和补充耗材后可以接续工作而无需从头开始。
7）可灵活折弯。类似眼镜盒之类的需要折弯的样件可灵活折弯。
8）无污染、环保：机器所使用的PVC建模材料、胶水、解胶剂等耗材均为环保材料，不会产生任何污染和毒害。
9）后期维护成本极低，使用寿命十年以上。
4 应用领域
工业设计、机械制造、汽车零部件制造、模具、艺术品设计、动漫行业、军工保密单位及航空航天、高等教育、建筑装饰、外科医疗（骨科应用较多）、儿童玩具制造、制鞋行业等等，应用领域极为广泛。
5 相关应用案例
5.1 工业设计—折叠自行车
以色列的Ziv-Av Engineering公司，在设计一款折叠自行车的过
程中，为了测试他们的机械结构是否设计得宜，用SD300pro制作1：1
的模型来进行全面测试。前后不到5天的时间，一台完整，并可完全
实现功能的自行车便出现在他们眼前。SD300pro将原本需要数月的
工作量，变成数周的工作量。不仅仅是节省成本，同时在客户心中树
立极好的形象 – 未来继续拿到客户的订单的机会大增。
5.2 行销助手—金属刀具
不仅是设计阶段，SD300pro的模型也可用作对外的市场行销！ISCAR公司是世界上最大的金属切削刀具生产厂家之一，提供高质量、高精度的刀具产品。ISCAR以另外的一个方式应用SD300pro：ISCAR以SD300pro作为他的行销工具，打出放大的模型，供客户了解其内部机件工造和工程原理的展示，并和客户做互动式的沟通及交流。ISCAR的产品范围广，型号众多，并随时有产品更新。有了SD300pro，ISCAR可随时制造模型，并加以砂纸磨光，漆上颜色。不出几天，ISCAR便拥有了一系列精密产品的放大数倍的模型。在产品展会上或其他与客户交流的平台，这些模型不但外形仿真，而且完全可以实现每个活动件的操作，替ISCAR公司大大提高行销效率和节省行销成本。
5.3 产品研发设计验证—卡扣部件
以SD300pro的模型来验证零部件的操作，不只是功能和外形，甚至包括声音！
Encee公司是一个在德国专门为其客户作设计验证的服务商-以其丰富的CAD/CAM经验，专门替客户作开模前的功能，外形，物理特性的验证。在此案例中，Encee将SD300pro的三维快速成型能力发挥到极致 – 将客户要求的塑料卡扣概念在短短的几小时内变为实体。同时，SD300pro的模型正好都能符合卡扣的精密度，材料强度，和材料韧性方面非常严苛的要求。 Encee以制成的模型来演示铰链的开合，卡扣的锁位与咬合强度，连扣上的“喀喀声”都能作逼近真实物件的模仿。
本文着重介绍了一种以PVC塑料薄膜为打印主材，以专用胶水及解胶水为打印辅材的LOM成型工艺的三维立体打印机的工作原理，技术参数，机器特点及机器的相关应用案例。
关键词：3D打印技术 LOM成型工艺 PVC薄膜材料 应用案例
中图分类号：TP334 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-00
1 概述
本文要介绍的一种3D打印设备是SD300Pro型三维立体打印机，该设备采用LOM成型工艺，以PVC塑料薄膜为打印主材，以专用胶水、解胶水及解胶笔为打印辅材。其工艺原理是根据零件分层几何信息切割塑料薄膜，将所获得的层片粘接成三维实体。其工艺过程是：首先铺上一层塑料薄膜，然后用机械刀具在计算机控制下切出本层轮廓，当本层完成后，用解胶笔蘸取解胶水预涂在不需要的部分，再铺上下一层塑料薄膜，同时通过8根喷胶管将专用胶水涂覆在二层塑料薄膜之间，使新铺上的一层牢固地粘接在已成形体上，再切割该层的轮廓，如此反复直到加工完毕，最后去除不需要的部分以得到完整的零件。
2 设备的工作原理
该设备的工作原理及步骤如下：
1.首先，将三维的CAD 设计文档导入设备附带的 SDView 应用软件中；
2.切割刀根据每个横切面的数据，在一层层 的PVC薄膜上进行切割，并依次堆叠，每层PVC薄膜之间用胶水粘合，而不需要粘合的地方用解胶水将胶水擦掉。
3.不出几小时，将堆叠完成的PVC板块取出。
4.拨除多余的PVC材料，即可将实体模型握在手中。
3 设备的技术参数及特点
3.1 主要技术指标
采用技术：塑胶薄膜叠层（LOM）；建模材料：PVC 工程塑料；
打印精度：+/- 0.1 mm （XY）；打印层厚度（含胶水层）：0.168 mm （Z）；最大建模尺寸：160X210X135mm（XYZ）；支持的图档格式：STL；所支持的计算机系统平台：Windows 2000， XP， VISTA，win7；
3.2 特点
1）体积小巧：机身净重只有约36KG的重量，可配置于任何工作台上，丝毫不会影响使用者的工作环境。
2）操作简便，无需复杂的设定：无需长时间训练，节省人力成本和时间，从开箱到开始建模使用只需很短的时间。
3）成型速度快：在新品研发中，可进行及时的功能、外观验证，与传统的大多数的样品试制相比，成型速度快。
4）成本低廉，是一款用得起的打印机：与动辄好几十万的其他工业级3D打印机相比，价格相对低廉，耗材的使用方面也更为经济。
5）打印出的模型既精密又坚固：可进行复杂的工程验证，打印出的精细模型可体现出表面纹路，使之成为有效的成品展示，此外模型相对而言比较坚固，可进行抛光、钻孔、切割、喷漆上色等加工处理。
6）可无人值守，安全可靠。打印机开始工作后，不用专人看管，即便是晚上也可自己工作，若遇到断电、耗材不足等情况时，在重新通电和补充耗材后可以接续工作而无需从头开始。
7）可灵活折弯。类似眼镜盒之类的需要折弯的样件可灵活折弯。
8）无污染、环保：机器所使用的PVC建模材料、胶水、解胶剂等耗材均为环保材料，不会产生任何污染和毒害。
9）后期维护成本极低，使用寿命十年以上。
4 应用领域
工业设计、机械制造、汽车零部件制造、模具、艺术品设计、动漫行业、军工保密单位及航空航天、高等教育、建筑装饰、外科医疗（骨科应用较多）、儿童玩具制造、制鞋行业等等，应用领域极为广泛。
5 相关应用案例
5.1 工业设计—折叠自行车
以色列的Ziv-Av Engineering公司，在设计一款折叠自行车的过
程中，为了测试他们的机械结构是否设计得宜，用SD300pro制作1：1
的模型来进行全面测试。前后不到5天的时间，一台完整，并可完全
实现功能的自行车便出现在他们眼前。SD300pro将原本需要数月的
工作量，变成数周的工作量。不仅仅是节省成本，同时在客户心中树
立极好的形象 – 未来继续拿到客户的订单的机会大增。
5.2 行销助手—金属刀具
不仅是设计阶段，SD300pro的模型也可用作对外的市场行销！ISCAR公司是世界上最大的金属切削刀具生产厂家之一，提供高质量、高精度的刀具产品。ISCAR以另外的一个方式应用SD300pro：ISCAR以SD300pro作为他的行销工具，打出放大的模型，供客户了解其内部机件工造和工程原理的展示，并和客户做互动式的沟通及交流。ISCAR的产品范围广，型号众多，并随时有产品更新。有了SD300pro，ISCAR可随时制造模型，并加以砂纸磨光，漆上颜色。不出几天，ISCAR便拥有了一系列精密产品的放大数倍的模型。在产品展会上或其他与客户交流的平台，这些模型不但外形仿真，而且完全可以实现每个活动件的操作，替ISCAR公司大大提高行销效率和节省行销成本。
5.3 产品研发设计验证—卡扣部件
以SD300pro的模型来验证零部件的操作，不只是功能和外形，甚至包括声音！
Encee公司是一个在德国专门为其客户作设计验证的服务商-以其丰富的CAD/CAM经验，专门替客户作开模前的功能，外形，物理特性的验证。在此案例中，Encee将SD300pro的三维快速成型能力发挥到极致 – 将客户要求的塑料卡扣概念在短短的几小时内变为实体。同时，SD300pro的模型正好都能符合卡扣的精密度，材料强度，和材料韧性方面非常严苛的要求。 Encee以制成的模型来演示铰链的开合，卡扣的锁位与咬合强度，连扣上的“喀喀声”都能作逼近真实物件的模仿。