Hvordan kan metal 3D-print løse produktionsproblemet med komplekse formstrukturer?

1, Et fleksibelt kølevandskredsløb, der løser hovedproblemet med sprøjtestøbning
Fremstillingshastigheden og kvaliteten af ​​produkterne afhænger af, hvor godt sprøjteformene køler. Lige hul kølevandskanaler bruges i traditionelle forme. Disse kanaler er svære at klæbe til komplicerede hulrumsoverflader, hvilket forårsager for stor lokal temperaturvariation og produktfejl som vridninger og krympningsmærker. Ved hjælp af topologioptimeringsmetoder kan metal 3D-print skabe en konform kølevandskanal, der passer perfekt til produktets form. Dette giver dig mulighed for at styre temperaturen præcis, hvor varmen laves, og hvor den afkøles.
For eksempel gik afkølingstiden for bildørhåndtagets form fra 18 sekunder til 12 sekunder efter brug af en 3D-printet konform vandvej. Produktionseffektiviteten steg med 33 %, og produktforvrængningsdeformationen faldt fra 0,8 mm til 0,2 mm. Beståelsesprocenten steg fra 92 % til 98,5 %. Mere afgørende er det, at dette koncept bryder forbi de fysiske begrænsninger af eksisterende metoder - inden for en 0,5 mm tyk formkernevæg, kan der skabes en spiralkølekanal med en diameter på 2 mm for at bygge et tre-dimensionelt kølenetværk. Den konforme vandvej på husholdningsapparatets skalform trykt af Zhongrui Technologys iSLM420-udstyr øger formens levetid med 40 % og reducerer antallet af revner forårsaget af varmetræthed med 75 %.
2, Innovation i gitterstruktur: gør forme lettere og kombinerer forskellige funktioner
Inden for emnet-støbeforme er termisk træthed af høj-temperaturlegeringsmaterialer en væsentlig årsag til, at de ikke holder så længe, ​​som de kunne. Metal 3D-printning bruger biomimetiske gitterstrukturer til at gøre tingene lettere, forbedre varmeledningsveje og holde tingene stærke. Trykstøbeformen til et specifikt flymotorblad brugte et TPMS (Three Period Minimally Curved Surface) gitterdesign. Dette reducerede vægten af ​​formkernen med 35 % og fordoblede dens modstandsdygtighed over for termisk stød. Den kontinuerlige produktionscyklus blev forlænget fra 5000 til 12000 forme.
Denne strukturelle fordel er især vigtig ved fremstilling af dele til isolering. Isoleringsmesonerne i standard hot runner-systemer er solide, men 3D-print kan lave hule hexagonale gittermesoner, der er 60 % mere effektive til at forhindre varmen i at bevæge sig fra splitterpladen til formen. Dette design reducerer sprøjtestøbningscyklussen med 22 % og mængden af ​​energi, der bruges med 18 % i forme til medicinske forbrugsvarer.
3, Mikroporøst udstødningssystem: Løsning af industriudfordringen med indespærrede gasmangler
Ved sprøjtestøbning, hvis gassen inde i formhulrummet ikke kan frigives hurtigt nok, kan det give problemer som gasstriber og brænding på produktets overflade. Der er to hovedproblemer med traditionelle åndbare stålindsatser: For det første kan de kun tillade luft at strømme i én retning, og for det andet har stress tendens til at opbygges på det punkt, hvor det åndbare område møder det tætte område. Metal 3D-print bryder ud over disse grænser og kan generere porøse objekter med multi-åndbarhed.
Laser Luminescences tredje-generations åndbare stålmetode forbedrer laserscanningsmetoden for at skabe et tæt åndbart lag på formens overflade med en porestørrelse på 0,04 mm. Samtidig bygger den et tre-dimensionelt forbundet porenetværk inde i formen. Ved anvendelse af støbeforme til bilinstrumentbrætter reducerer dette koncept antallet af indesluttede gasdefekter fra 15 % til 0,3 % uden krav om ekstra udstødningsporte, hvilket forenkler formkonstruktionen. Endnu vigtigere er det, at 3D-print kan få åndbare dele og formlegemer til at arbejde sammen, hvilket betyder, at der ikke er mulighed for, at sømmen lækker, som der er med traditionelle indlægsprocedurer.
4, Integreret fremstilling af komplekse dele: Ændring af værdikæden for formbehandling
Ved traditionel formfremstilling anvendes teknikken "separat forarbejdning + montering". Dette betyder, at vigtige dele som varme dyser, skrå toppe og formkernepuder skal gennemgå flere trin. Metal 3D-print former disse komplicerede elementer på én gang ved hjælp af ideen om "integreret fremstilling." For eksempel skal det varme dysesystem i rammeformen til et bestemt mobiltelefonmærke have 12 dele til at blive sat sammen på den sædvanlige måde. Med 3D-print kan du lave en hel varm dyse med en integreret flowkanal og varmeelementinstallationsrille. Monteringstiden reduceres fra 8 timer til 0,5 timer, og problemet med brud forårsaget af termisk ekspansion og sammentrækning løses fuldstændigt ved at skære ned på sømmene.
Denne ændring er mest mærkbar, når du laver stykker med tynde vægge. VoxelDance Engineering-simuleringsprogrammet udviklet af Manga-metoden har med succes løst printdeformationsproblemet for 316L rustfrit stål tynde-væggede dele (vægtykkelse 0,3 mm) med "scanning deformation compensation"-metoden. Denne metode gør dele til bilgitterforme mere nøjagtige, fra ± 0,5 mm til ± 0,08 mm. Det reducerer også forsknings- og udviklingsperioden med 60 % og øger materialeforbruget med 45 %.
5, Teknologisk integration: etablering af et nyt paradigme for skimmelproduktion
Metal 3D-print eksisterer ikke isoleret, men er grundigt sammenvævet med teknologier som simuleringsanalyse og intelligent detektion. Zhongrui Technologys maskiner har et flerlags optimeret vindfeltsystem, der kan holde øje med pulverbedets temperaturfelt i realtid. Den kan også automatisk ændre laserindstillingerne for at kompensere for termisk stress og nå en tæthed på 99,95% for store forme (som bilstødforme, der er 1,2m × 0,8m). Ved hjælp af flowanalyseværktøjer kan designere forbedre arrangementet af kølevandskanaler under modelleringsprocessen, som er en lukket-loop-iteration af "designsimuleringsudskrivning".
Med hensyn til ombygning af omkostningsmodeller har 3D-print udvist unikke fordele. For eksempel koster fremstilling af forme til 1.000 stykker 280.000 yuan med traditionelle metoder (180.000 yuan til formudvikling), men 3D-printløsningen koster 20 % mere pr. styk, men har ingen formudviklingsomkostninger, hvilket bringer de samlede omkostninger ned til 220.000 yuan. Når produktets iterationshastighed overstiger standardformens tilbagebetalingsperiode (generelt 12-18 måneder), bliver økonomien ved 3D-printning mere tydelig.