对LOM型快速成型的工作原理和处理流程进行了简要介绍，对影响快速成型加工效率的因素进行了总结。对由于工件过高、激光强度与加工速度不匹配、加热温度与加热辊移动速度不当、网格参数设不当等对加工效率影响较的因素进行了分析并提出了相应的提高加工效率的对策。
由于LOM(LaminatedobjectManuafctuirng分层物体制造)型快速成型机主要面向尺寸较大的大型工件进行加工，其加工制作时间有的甚至多达一百多小时或更长时间，虽然这种设备在很大程度上实现了自动化，但在加工过程中，需要工作人员不间断地进行监控，不时地添加工件材料、把过多的废料清除、排除一些常见的故障等，对于如何提高其工作效率，国内外研究者并没有给予太多的关注，本文以LOM为例，对影响快速成型加工效率的因素进行了分析，并针对各种因素对加工效率的影响提出了提高效率的对策。对相关研究及应用有一定的指导意义和实用价值。
1LOM快速成型机的工作原理
LOM快速成型机对快速成型件的加工是分层进行的，即制作过程中把具有一定空间几何形状的制件分解成精度许可或后处理能控制的薄层，来分层进行加工，并通过一定的方法把相邻层联接、堆叠在一起。进行快速成型件的制作，其一般过程如图1所示。
由图1可知，前处理决定了对工件进行分层的高度方向和需要分层制造的层数；分层叠加成型是制造实施，用于进行制件的分层制造，并把相邻层进行联结，形成制件；后处理是面向制件的使用，把加工中存在的问题、制件使用中将会出现的问题采取一定的手段进行处理，例如去掉不属于工件的部分、去掉加工中使用的一些辅助结构、改善工件的表面质量等。
2影响快速成型加工效率的因素
影响快速成型加工效率的因素有：
(1)工件过高；
(2)工件材料的加热温度不当，使分层制造的工件层与层之间无法有效地贴合；
(3)工件在工件台面上的加工位置离切割激光头的坐标原点过远；
(4)激光强度与其移动的速度不匹配；
(5)走纸速度调整不当；
(6)网格的参数设置不当；
(7)对焦时工作台上下运动的速度调整不当；
(8)加热温度及加热辊的运动速度调整不当；
(9)后处理的难易程度。
3 使快速成型加工效率低下的原因分析及对策研究
3.1工件过高的对策
3.1.1合理地选择制作工件的高度方向
在进行快速成型件成型的高度方向确定时，主要是根据工件的强度和精度要求来进行的。工件的高度方向的强度要求应该是最低的。应该说工件分层后，层内的精度和强度是较高的，而层与层之间是通过胶结而成，胶层的厚度、胶膜与基材形成的综合厚度受到加热辊对其压力的影响。
3.1.2在高度方向上进行分割、把不同工件组合加工
如果工件的高度方向的尺寸过大，而与高度垂直的方向尺寸较小，可对工件进行分割，把分割的几个组成部分进行组合，使之在同一快速成型文件中进行分层处理，形成分段的模型，在快速成型件加江完成后，用胶把属于同一工件的各组成部分粘合成一体，这样虽然对加工精度有一定程度的影响，但只要处理得当，同样会获得质量较高的快速成型件。
这种方法不仅适用于单件工件过高的情况，也可以适用于制作件较多时。若制件较多，可以把高度方向的尺寸相近的制件进行组合，使之成为同一个制作文件，分层处理后，实施加工，这样一次可同时加工出若干个零件。快速成型件在快速成型机的上加工时间可根据快速成型机的工作原理，可以用式(1)来表示：
其中T表示快速成型件加工的总时间；
表示辅助加工时间，包括加工前工作台面的清洗、工件材料规格的选择及安装、工件底板切割及安放、工件辅助层的切割、工艺参数的调整及相关的试切削、加工过程中清除废料卷纸筒上过多的废料，还包括工件加工完成后工件从成型机上取出、去除网格、分割体的粘合、打磨、油漆等；
表示加工过程中，当前一层加工完成后，工作台下降，向工作台上加一层材料所需时间的总和；
是向工作台上加一层材料后，使工作台上升对焦并加热所需的时间；
分层切割工件轮廓所需的时间的总和；
分层切割工件轮廓外和网格所需的时间的总和。
图2、图3是快速成型件的加工示意图，图2表示一次覆盖薄型材料、对焦、加热后只加工一个工件的某一层，图3表示覆盖薄型材料、对焦、加热后，切割头将分别加工8层属于同一工件的不同部位或多个不同工件的截面。这样加工由于多层加工只使用一次准备工作台、加工件材料、试切、对焦、加热、从工件台下取下工件等，因此这部分时间将缩减为原来的1/8，针对单幅加工快进、快退的时间也大幅度地减少，这一点从图2、图3的对比中也不难发现。
如果对同一工件用多层同时加工，则上述式()1可以简化成式(2)的形式：
显然##不管是同一工件分成多块一次加工，还是不同工件组合进行加工，其工件的制作时间都得到大幅度的减少。如果工作台足够大、对工件的精度要求不是太高、能够满足工件的强度，这种方式对提高加工效率、缩短工作时间显然是行之有效的。
如果工件较小，则在条件许可的情况下，最好使用工作台面较小的成型机，以避免切削头和加热辊较长时间的空行程。
当然上述图例或公式的概括还不够全面，对于一批模型，其中有大有小，可以把小的与大的反搭配分别或者套料进行快速成型加工，也可以把尺寸差不多的模型集中起来进行加工，这样都可以切实地提高加工效率，同时节约加工所需要的原材料。
3.2激光强度与其切割速度不匹配
加工中要求激光的强度与激光切削头的进给运动速度相匹配，即激光的强度正好使切削运动只切穿一层工件。如果一定速度下，激光强度太高，则会把已加下完的层切坏，影响加工质量，严重时会加工不能有效地形成工件；激光强度太低，则又会使工件当前层切不穿，造成加工完成后，废料部分不能被有效地剥除。这无疑使整个加工效率下降了。
对这种情况要据设备使用说明和操作规程结合操作者现场的切割试验调整切割参数，充分考虑设备伺服系统的工作最小转弯半径、相应的进给速度以及工件本身不同部位的参数特点，在使用过程不间断地进行监控并进行适当调整，使得激光强度与切割头的移动速度相匹配，以获得最好的切割效果和最大的切割效率。
3.3加热温度及加热棍的运动速度调整不当
与激光强度与激光头运动速度的关系相类似，加热辊的温度和其运动速度之间也要相互匹配，如果温度调得较高，则可以使加热辊的运动速度大一点；如果温度调得较低，则要使加热辊的运动速度小一点，加热时间长一点。这在实际的加工中要反复调试，或查阅使用手册和相关材料的参数，使用推荐值和现场试切加工相结合进行调试。
3.4网格的参数设置不当
加工过程中把工件轮廓外切割出网格，可以工件轮廓外的废料更容易从工件上剥离，对于外轮廓外的部分，一般问题不是很大。而对于内轮廓内的部分，这就显得很重要，因为如果内轮廓没能打上网格，则将给后处理去除多余部分带来很大的困难。在进行余料的网格参数设置时，应注意要剥离的最小孔也至少得能被打上一道网格。如图3所示，如果工件中的小孔未能打卜网格，由于它位于工件内部，若为直孔，还是可以从工件上去除的，若该孔为空间的弯孔，则很难被去除。对于一些壳体类工件，废料为外部壳体所包围，即使打上了网格也难以去除废料，可在分层制造过程中，把一些废料进行清除，使得形成的打上网格的废料不能层层相粘形成整体，而是自然地成为碎块，使得加工完成后清除相对较为容易，这样可以极大地降低后处理的难度和工作量。
总之，基于LOM的快速成型效率的提高，要综合考虑加工和后处理工作的难易程度和工作效率，对于分层高度方向上并不太高的工件也不宜分块太多，否则会增加后处理的难度并影响工件的最终的精度。对于大小反搭配套料加工的工件，要充分考虑小的工件必须能从大的工件中使大小都无损的取出。
另外由于快速成型技术的应用还不是很普及，只有一些研究机构和大型企业或专门服务机构具备这相的设备，不同的快速成型方法有其自身的加工规律，需要工艺人员和操作者在实际工作中不断总结经验，以适应现代工业发展对快速成型技术应用的需要。
4结语
快速成型工艺作为产品开发和研究的有效手段之一，在产品开发中发挥着越来越大的作用，但由于接触该类设备和工艺的工程人员较少，对其工艺效率的研究也相对较少。本文结合笔者进行进行LOM快速成型机管理和操作的经验，对LOM快速成型中存在的影响加工效率的因素进行了分析，并相应地提出了提高加工效率的对策，对快速成型工艺的实际工作应用及相关设备的开发有一定的参考价值。
