Послойная листовая ламинация

Послойная листовая ламинация (Sheet Lamination) — это технология аддитивного производства, использующая листовые материалы (бумагу, пластик, металл), которые нарезаются и соединяются для создания 3D - объектов. Согласно ГОСТ Р 57556-2017 (ASTM F42), к этой группе относятся LOM (Laminated Object Manufacturing) и UAM (Ultrasonic Additive Manufacturing). Эти методы подходят для быстрого производства крупных моделей, прототипов и функциональных деталей с минимальными затратами на оборудование.

Принцип работы Sheet Lamination

Процесс включает последовательное наложение и соединение листов материала, где каждый слой вырезается по контуру цифровой модели, а затем скрепляется с предыдущим. Способ соединения зависит от технологии: клей для LOM, ультразвук для UAM.
Особенность: В отличие от FDM или PBF, здесь не требуется плавление материала, что снижает энергозатраты.

Технологии Sheet Lamination

1. Laminated Object Manufacturing ( LOM )
   Листы материала (бумага, пластик) подаются из рулона, вырезаются лазером или плотером по контуру слоя, затем склеиваются под давлением или нагревом. Лишний материал остается как поддержка и удаляется вручную.
   Пример: Архитектурная модель из бумаги за несколько часов.
   Оборудование: Исторически — Helisys LOM -1015 (снят с производства), современные аналоги редки.
   Толщина слоя: 0,05–0,2 мм.
2. Ultrasonic Additive Manufacturing (UAM)
   Тонкие металлические листы (алюминий, медь) свариваются ультразвуковыми колебаниями (20 кГц) под давлением. Между слоями возможна фрезеровка для повышения точности.
   Пример: Гибридная деталь с встроенными датчиками для авиации.
   Оборудование: Fabrisonic SonicLayer.
   Толщина слоя: 0,1–0,5 мм.

Этапы процесса

1. Подготовка материала: Листы (рулон или пластины) подбираются по размеру и свойствам (бумага для LOM , металл для UAM ).
2. Резка/обработка: Лазер, нож (LOM) или фреза (UAM) формируют контур слоя на основе CAD - модели.
3. Сборка: Слои соединяются клеем (LOM) или ультразвуком (UAM). Вакуум или пресс обеспечивают плотность.
4. Постобработка: Удаление лишнего материала, шлифовка, покрытие (LOM) или термообработка (UAM).
5. Готовый объект может подвергаться дальнейшей обработке, такой как шлифовка, покраска или покрытие защитными составами для улучшения внешнего вида и защиты от внешних воздействий
   Примечание: LOM требует ручной очистки, UAM — минимальной.

Материалы

• LOM : Бумага (с покрытием), ПВХ, тонкий пластик.
• UAM : Алюминий, медь, титан, сталь.
  Пример: Бумажные прототипы для дизайна, алюминиевые панели для космоса.

Преимущества и недостатки

• Преимущества:
• Высокая скорость ( LOM — до 10 см³/мин).
• Низкая стоимость материалов и оборудования (особенно LOM ).
• Возможность крупных объектов (до 1 м в UAM ).
• Прочность металлов в UAM (сопоставима с ковкой).
• Возможность создание градиентных деталей.
• Недостатки:
• Шероховатость и ступенчатость (LOM).
• Ограниченная точность (±0,1–0,5 мм).
• Сложность удаления лишнего материала ( LOM ).
• Ограниченный выбор материалов по сравнению с PBF .
• Отрезанный материал идет в отходы, что увелизичает затраты.
  Сравнение: FDM дешевле, но LOM быстрее для прототипов, UAM прочнее.

Применение

• LOM : Архитектурные макеты, литейные формы, учебные модели.