Comprendre la fabrication d'objets laminés (LOM) – L'avenir du prototypage rapide

La fabrication d'objets laminés (LOM) est un concept simple et élégant qui permet de construire des prototypes à partir de matériaux en feuilles découpées. Les matériaux en feuille sont placés sur l'ensemble de la table de construction pour se lier sélectivement à la couche située en dessous, puis découpés, soit avec un laser, soit avec un couteau mobile, pour extraire la tranche 2D de la feuille. LOM est née avec Helisys en 1991 et a établi une niche dans le secteur de la fabrication rapide. Helisys a été remplacé par Cubic Technologies.

L’impression 3D LOM a permis de créer des modèles peu coûteux, faciles à utiliser et étonnamment rapides à construire. Il est limité dans l'étendue des contre-dépouilles et dans la complexité des formes, principalement par la difficulté d'extraire le modèle fini des déchets. Il faut également des parois épaisses (5 à 10 mm minimum) pour produire des modèles offrant n'importe quelle solidité. Les creux et les cavités étaient également difficiles, voire impossibles, à éliminer les déchets, de sorte que les modèles pouvaient être assez lourds pour leur taille.

Les principales parties d'une imprimante 3D LOM sont la zone de construction, le rouleau et le laser. Cet article abordera plus en détail l'impression 3D LOM, son fonctionnement, ses principaux composants, les avantages et les inconvénients, ainsi que les matériaux utilisés.

Qu'est-ce que l'impression 3D pour la fabrication d'objets laminés ?

L'impression 3D pour la fabrication d'objets laminés est un processus polyvalent qui colle ensemble des couches de matériaux (généralement du plastique, du métal ou du papier enduit d'adhésif) et découpe les couches pour leur donner forme. Le processus aboutit à un produit qui peut être traité ultérieurement par usinage ou perçage.  LOM est généralement utilisé pour le prototypage rapide car il s’agit d’un processus de fabrication additive rapide et peu coûteux. 

Comment fonctionne l'impression 3D pour la fabrication d'objets laminés ?

La fabrication d'objets laminés consiste à superposer des matériaux en feuilles, qui sont découpés sur place soit par un laser, soit par un couteau mobile. Le contour 2D est ensuite extrait sous forme de contour d'une tranche avant qu'un autre calque ne soit ajouté. Des feuilles de matériaux sont déroulées sur une plate-forme de construction et recouvertes d'adhésif. La feuille adhésive est placée sur la table de fabrication, au-dessus de la pile stratifiée. Un positionnement précis à l'aide de méthodes relativement simples de gestion du papier à jet d'encre/photocopieur produit une pile rectiligne. La nouvelle couche de stratifié est ensuite pressée en place avec un rouleau chaud pour assurer une bonne adhérence et un bon durcissement. Une fois la couche durcie, un laser à balayage ou un couteau mobile en tungstène coupe le contour de la tranche, laissant les déchets en place comme support pour le stratifié suivant. Une fois que toutes les couches sont appliquées et découpées, le modèle est « extrait » manuellement des déchets, révélant un prototype fini.

Tableau 1 :Avantages et inconvénients de LOM

Les avantages de LOM Inconvénients du LOM

Avantages de LOM

Rapide et peu coûteux.

Il est généralement utilisé pour le prototypage rapide plutôt que pour la production.

Inconvénients de LOM

Les modèles sont très faibles là où les sections de mur sont inférieures à 10 mm.

Avantages de LOM

Les modèles sont produits à partir de matériaux à faible coût, et avec le bon choix de modèle et un post-traitement minutieux, des résultats de bonne qualité, du point de vue de l'attrait visuel, sont possibles.

Inconvénients de LOM

Seuls les modèles aux caractéristiques grossières peuvent être produits selon des normes élevées.

Avantages de LOM

Aucun matériau ou structure de support n'est requis pour les contre-dépouilles qui peuvent être reproduites (qui sont limitées). Comme les déchets restent en place, formant un cuboïde solide dont la pièce est extraite.

Inconvénients de LOM

La plupart des contre-dépouilles représentent un risque d'extraction, car les déchets resteront partiellement attachés et une vigueur excessive lors de leur élimination entraînera des dommages esthétiques et structurels.

Avantages de LOM

L'équipement est très convivial :pas d'odeurs, peu de bruit et un faible encombrement.

Inconvénients de LOM

Aucune caractéristique fine ne peut être reproduite sans le soin le plus extrême dans l'extraction des déchets.

Avantages de LOM

Inconvénients de LOM

Les creux sont difficiles, voire impossibles, à éliminer les déchets, ce qui rend les « packs » solides et très lourds.

Quels sont les matériaux utilisés dans l'impression 3D LOM ?

Les matériaux utilisés dans l'impression 3D Helisys LOM sont des rouleaux adhésifs pré-enduits de :

1. Papier : Blanc ou coloré
2. Métal : Seul l'aluminium s'est avéré pratique
3. Plastique : Différents plastiques étaient disponibles

Quelles sont les principales pièces d'une imprimante 3D LOM ?

Les principaux éléments d'une imprimante 3D LOM varient selon le modèle. Par exemple, avec les imprimantes Helisys LOM, les pièces principales sont :

1. Alimentateur à rouleaux
2. Construire une table
3. Rouleaux chauds
4. Laser à balayage

Quelles sont les meilleures résines d'impression 3D LOM ?

Les imprimantes 3D LOM peuvent imprimer une grande variété de composites à base de polymères. Les adhésifs activés par la chaleur sur la face inférieure des matériaux Helisys LOM offraient des options thermofusibles à haute température et des résines de réticulation activées par la chaleur. Cela a permis de sélectionner les adhésifs en fonction de l'application et du matériau du stratifié.

Comment l'impression 3D LOM est-elle utilisée dans l'industrie médicale ?

L'impression 3D LOM est utilisée dans l'industrie médicale pour créer des modèles de visualisation d'organes. Des tentatives ont été faites pour créer des pièces fonctionnelles pour les implants et pour la stabilisation des fractures.

Comment l'impression 3D LOM est-elle utilisée dans l'industrie de la bijouterie ?

Les imprimeurs LOM ont, à certaines époques, créé des prototypes de wearables complexes et particulièrement colorés.

Les imprimantes LOM sont-elles capables de produire des pièces volumineuses et détaillées ?

Oui, une machine LOM grand format a été réalisée. Les machines à stratifiés renforcés de fibres pré-imprégnés grand format Envisiontech avaient une énorme surface de construction, mesurée en pieds !

Résumé

Cet article présente la fabrication d'objets laminés (LOM), explique de quoi il s'agit et explique comment il est utilisé dans la fabrication. Pour en savoir plus sur la fabrication d'objets laminés, contactez un représentant Xometry.

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Dean McClements

Dean McClements est titulaire d'un baccalauréat spécialisé en génie mécanique et possède plus de deux décennies d'expérience dans l'industrie manufacturière. Son parcours professionnel comprend des rôles importants dans des entreprises de premier plan telles que Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace et Hyster-Yale, où il a développé une compréhension approfondie des processus d'ingénierie et des innovations.

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