Das Laminated Object Manufacturing Verfahren (LOM)

STL-Daten werden mit dem Slicing-Verfahren für den LOM-Prozess vorbereitet und die Verfahrwege optimiert, jeweils mit einer speziellen Software.

Ausgangsmaterial ist in der Regel Kunststofffolie oder Papier, die mit einer Haftschicht oder einem Binder versehen sind, jedoch existieren auch Systeme mit Keramik, Kunststoffen oder Aluminium.
Es wird jeweils einen neue Lage Material aufgebracht, indem die Bauplattform um genau eine Schichtdicke abgesenkt und anschließend wieder eine neue Lage auf der Plattform platziert wird. Die Modellkontur wird mit einem Laser, Heißdraht oder Messer aus- bzw. zugeschnitten, so wird Schicht auf Schicht laminiert und dann nach jedem Auftrag die Kontur geschnitten.

Die Reststücke, sogenannte CrossHatches , werden aus der LOM-Maschine entfernt und das fertige Teil kann nach Entnahme dann mit üblichen Verfahren der Teilekosmetik z.B. verschliffen, gespachtelt, lackiert oder auch infiltriert werden. Die Finishmöglichkeiten sind durch die holzähnliche Struktur sehr gut und durch Infiltrieren mit Epoxidharzen können sehr gute Produkteigenschaften erzielt werden.

Vor und Nachteile des LOM Verfahrens

Vorteile

Es handelt sich um ein in aller Regel preisgünstiges Ausgangsmaterial und auch bei großen Modellen neigen die Teile nicht zum Verzug und es gibt keinen Schrumpf oder innere Spannungen.

Es ist möglich, farbige Teile beispielsweise durch Bedrucken des Papiers oder eingefärbtes Ausgangsmaterial herzustellen.

Das Ausgangsmaterial ist in der Regel kein Gefahrgut, lässt sich also unkritisch transportieren und lagern, und ist auch für die Mitarbeiter leicht zu handhaben.

Das LOM-Verfahren benötigt keine chemischen Reinigungs- oder Entsorgungsprozesse und ein Nachhärten ist nicht erforderlich.

In diesem Verfahren sind auch große Bauvolumina relativ kostengünstig realisierbar im Vergleich zu anderen Rapid Prototyping Verfahren, es sind auch keine Stützkonstruktionen notwendig.

Hinterschnitte können realisiert werden. Die Maschinen sind relativ leicht zu bedienen und benötigen keine Überwachung durch Personal.

Nachteile

Das Verfahren ermöglicht nur eine eher geringe Detailauflösung. Die Aufbauzeiten liegen bei 2 -4 mm pro Stunde bei komplexen und aufwändigen Geometrien und Konturen ist die Geschwindigkeit noch langsamer und die Bauzeit entsprechend lang.

Die Entfernung des Restmaterials ist ebenfalls aufwändig und bei auf Papier basierenden Systemen ist Infiltrieren mit Harz zur Erhöhung der Haltbarkeit sowie Verbesserung der Oberfläche notwendig und wie bei jedem Verfahren sind diese Zeiten abhängig von der Geometrie und gewünschten Genauigkeit.

Technische Daten

Wandstärken sind ab 2 mm realisierbar, die Schichtdicken des Papiers betragen 80 bis 150 µm.

Hersteller

Ursprünglich hat die Firma Helisys dieses Verfahren entwickelt und 1996 auch patentieren lassen. Aktuell existiert das Unternehmen Cubic Technologies, die Helisys-Maschinen noch wartet, sowie das Unternehmen Solido, das PVC-Folien mit 0,17 mm Schichtdicke verarbeitet und Mcor, die ganz normales Kopierpapier verwenden können, aber auch Modelle, die einen Farbdrucker integriert haben.

Anwendungsgebiete

Wie andere Rapid Prototyping Verfahren werden die hergestellten Teile als Basis für Konstruktionsbeurteilungen, Ein- und Zusammenbauversuche und als Anschauungsmodelle verwendet, weniger jedoch direkt als Funktionsteile.

Für Folgeprozesse wie z.B. Vakuumgießen kann ein im LOM-Verfahren hergestelltes Teil jedoch als Urmodell für Silikonwerkzeuge, aber auch als Tiefziehform, Negativform für Laminierarbeiten oder Gießen mit 2-K-Gießharzen auch unter Atmosphäre verwendet werden.

Durch die spezielle Beschaffenheit der Teile, die klassischen Holzmodellen aus dem Gießereimodellbau nicht unähnlich sind, bieten sich diese Teile zur Verwendung im Gießereibereich, speziell im Sandguss, geradezu an. Auch als verlorener Kern im Schalenfeinguss kommt diese Technologie zum Einsatz.

Selbst als Prototypenerkzeug für den Spritzguss kann das LOM-Verfahren zum Einsatz kommen, die Trennung kann beispielsweise direkt determiniert werden und der Werkzeugbauer für die Serie wird somit unterstützt zur Optimierung bereits im Vorfeld.

Weitere Formen für Wachsmodelle, Kunststoff- oder Hartschaumteile können ebenfalls hergestellt werden, indem die Formenhälften mit Trennmittel bestrichen werden, anschließend kann dann die Befüllung mit PU, Epoxidharz oder auch flüssigem Wachs erfolgen.

Werden die Formhälften mit Metall oder Keramik beschichtet, kann wie bereits oben genannt auch das Spritzgussverfahren zur Anwendung kommen. Darüber hinaus werden LOM-Teile auch als Grundlage für das Gipsabgussverfahren verwendet, durch die holzartige Struktur kann eine optimale Oberfläche erzielt werden.

Ausblick

Für das LOM-Verfahren können neben Papier auch andere Materialien verwendet werden und hier finden ständig Innovationen statt, neben Kunststofffolien mit besonderen Eigenschaften wie z.B. flexiblen und elastischen Systemen mit hoher Widerstandsfähigkeit sowie Glasfiber-Keramik-Verbund-Material eröffnen sich ganz neue Möglichkeiten, in Richtung Leichtbauweise z.B. oder auch Werkzeugbau – hier eröffnet dieses Verfahren als Grundlage für echtes Rapid Tooling neue Perspektiven.