Hvordan bruger man 3D-print af metal i-støbeforme?

一, De vigtigste fordele ved metal 3D-printteknologi, der gør-støbeforme mulige
1. Du kan gratis designe komplicerede bygninger, hvilket går ud over, hvad traditionelt håndværk kan.
Kølevandskanalen i klassiske-støbeforme er lavet ved mekanisk bearbejdning, hvilket gør det svært at få et ensartet layout af komplicerede overflader eller dybe fordybninger. Dette kan forårsage problemer som lokal overophedning og termisk træthedsrevner i formen. Metal 3D-print kan bygge konforme kølekanaler ved at stable materialer oven på hinanden. Dette lader kølevæsken direkte påvirke høje-temperatursteder og forbedre temperaturfordelingen på formoverfladen. Platinum Technology bruger for eksempel BLT-18Ni300-materiale til at fremstille forme til trykstøbning af aluminiumslegeringer. Ved at optimere designet af de interne strømningskanaler øges køleeffektiviteten med mere end 30 %, støbeformens levetid fordobles i forhold til tidligere metoder, og produktudbyttegraden stiger fra 85 % til 99 %.
2. For at sænke de samlede udgifter, find en balance mellem let vægt og strukturel styrke.
Traditionel formfremstilling bruger meget metalskæring, men kun omkring 30% af materialet bruges. Den tunge formkonstruktion gør det også dyrere at flytte og vedligeholde. Topologi optimeringsteknologi bruges i metal 3D print for at slippe af med unødvendige materialer og finde den bedste balance mellem vægt og strukturel styrke. Aluminiumslegeringsstøbeformen- vist af Platinum Lite vejer kun 27 kg, hvilket er 40 % lettere end typiske forme. Det er også stærkt nok til at arbejde under høje temperaturer og højt tryk. Også den integrerede støbeteknologi til 3D-print skærer ned på antallet af dele, der skal sættes sammen, stopper termiske ekspansion og sammentrækningsændringer, der sker, når dele splejses sammen, og gør formen endnu mere stabil.
3. Hurtige iterationer og fleksibel produktion for at fremskynde udviklingscyklussen
At lave forme på den gamle-måde tager lang tid og mange trin, som at designe, skære, svejse og sætte dem sammen. Det koster også meget at ændre designet. Metal 3D-print driver direkte produktion ved hjælp af digitale modeller, hvilket gør det nemt hurtigt at lave prototyper og foretage forbedringer over tid. For eksempel bruger Broadcom Precision udstyr i Huashu High Tech FS273M-serien til at tilbyde komplette procestjenester til-støbning af forme til batteripakkeskaller til nye energikøretøjer. Dette reducerer udviklingscyklussen fra 45 dage i traditionelle processer til 7 dage, sænker prisen på hvert stykke med 60 % og opnår succesfuldt{11}}stor applikation med en årlig produktion på 100.000 sæt.
2, et stort teknologisk fremskridt inden for 3D-print af metal til-støbeforme
1. Nye materialer: får varmebestandighed og termisk ledningsevne til at fungere bedre sammen
Trykstøbeforme skal tåle påvirkningen af ​​flydende aluminium ved forhøjede temperaturer over 600 grader, hvilket nødvendiggør strenge kriterier for materialets termiske revnemodstand, slidstyrke og termiske ledningsevne. Metal 3D-print er nu i stand til at bruge H13 værktøjsstål, MS1 martensitisk ældet stål, kobberlegeringer og andre materialer på stabile måder. Det har også været i stand til at forbedre ydeevnen gennem efter-forstærkende teknologi. For eksempel lavede en virksomhed et kobber-baseret kompositmateriale, der har en hårdhed på 52HRC og en termisk ledningsevne på 120W/(m · K) efter at være blevet behandlet med laserquenching. Dette opfylder de langsigtede{12}}brugsbehov for-støbeforme til flymotorblade.
2. Procesoptimering: arbejde med flere lasere og smart parameterstyring
Producenter af printudstyr finder altid måder at komme over teknologiske vejspærringer for at gøre udskrivning hurtigere og mere præcis. Platinum BLT-S450 kan lave kollaborativ udskrivning med otte lasere og har en formningsstørrelse på 450 mm × 450 mm × 500 mm. Udskrivningshastigheden er 300 % hurtigere end for enkelt laserenheder. Et intelligent parameterkontrolsystem kan automatisk ændre lasereffekt, scanningshastighed og andre indstillinger baseret på materialets egenskaber for at sikre, at overfladekvaliteten og mellemlagets bindingsstyrke er høj. For eksempel, når du laver-støbeforme til en bestemt type bilmotorcylinderblok, kører BLT-S450-udstyret kontinuerligt i 7 × 24 timer, hvilket reducerer den tid, det tager at udskrive en enkelt form, fra 72 timer til 24 timer og holder dimensionsnøjagtigheden inden for ± 0,05 mm.
3. Styrkelse efter behandling: forbedring af både overfladeydelse og udmattelseslevetid
Overfladeruheden (Ra større end eller lig med 6,3 μm) og indre restspænding af 3D-printede metaldele kan påvirke, hvor godt formen fungerer, og de skal derfor forbedres gennem efter-behandlingsteknikker. De mest populære teknologier lige nu er:
Varmebehandling: Udglødning fjerner indre stress og gør materialet stærkere;
Sandblæsning og polering: For at mindske risikoen for, at aluminium klæber, skal du gøre overfladen mindre ru ved at sænke Ra til 0,8 μm eller derunder.
Laserbeklædning: Påføring af en belægning på formens overflade, der er modstandsdygtig over for slid for at få den til at holde længere.
For eksempel fandt en specifik virksomhed op med en sammensat efter-behandlingsprocedure til-støbeformen til motorskaller til nye energikøretøjer, der har forbedret formens levetid fra 30.000 gange til 120.000 gange og reduceret prisen pr. styk med 75 %.
3, Eksempler på, hvordan industrien fungerer, og hvordan den kan tjene penge
1. Inden for nye energikøretøjer, trykstøbeforme- til batteripakkeskaller
Et topfirma, der fremstiller nye energikøretøjer, anvender 3D-print af metal til at fremstille-støbeforme til batteripakkeskaller. Designet af en konform kølevandskanal hæver formtemperaturens ensartethed fra ± 15 grader til ± 3 grader, reducerer cyklustiden med 35% og forlænger levetiden af ​​en enkelt form til mere end 80.000 gange, hvilket er 40% længere end typiske H13 stålforme. Den lette struktur af 3D-print gør også forme 50 % lettere, gør håndteringen 60 % mere effektiv og reducerer udgifterne med 45 %.
2. I luft- og rumfartsområdet er der smedning af motorens turbineskive.
For at lave turbineskive-smedningsmatricer til en bestemt type flymotorer skal traditionelle metoder svejse og sammensætte 100 separate dele, hvilket kan tage op til 11 måneder at levere. Efter brug af Optisys' DMLS-teknologi er formen lavet til en enkelt enhed, som reducerer vægten med 95% og leveringstiden til 2 måneder. Formens stivhed er blevet forbedret med 25 % gennem topologioptimeringsdesign, som opfylder behovene for at arbejde i høje temperaturer og høje tryk.
3. I en verden af ​​forbrugerelektronik, en laptop shell dø-støbeform
En stor virksomhed, der fremstiller forbrugerelektronik, bruger 3D-print af metal til at fremstille-støbeforme til etuier til bærbare computere. Den konforme kølevandskanal sænker produktforvrængning fra 0,5 % til 0,15 %, og det indre gitterstrukturdesign reducerer vægten med 40 %, mens styrken bevares. Formen bliver brugt i stor skala og laver 500.000 sæt om året. Omkostningerne pr. komponent er faldet med 30 % i forhold til ældre metoder.