Hvad er de almindeligt anvendte metal 3D-printmaterialer til fremstilling af forme?

1. Stål: nøglen til høj hårdhed og slidstyrke
Formstål er det vigtigste materiale, der bruges i metal 3D-print til fremstilling af forme. Den er meget robust, modstandsdygtig over for slid og modstandsdygtig over for korrosion, hvilket gør den til det bedste valg til varmformningsprocedurer som-støbning og sprøjtestøbning. Ved hjælp af formstål og 3D-printteknologi er det muligt at lave komplicerede strukturer, der er svære at lave med traditionelle metoder, såsom:
En specifik køretøjs kofangerstøbeform bruger en spiral fleksibel vandkanal konstrueret af 3D-printet formstål. Dette sænker temperaturforskellen mellem kernen og overfladen fra 45 grader til 8 grader, reducerer afkølingstiden med 30 % og sænker produktets vridningshastighed fra 8 % til 0,5 %.
Letvægtsform: En form til forbrugerelektronik er blevet gjort lettere med 42%, mens den stadig er stærk. Dette blev gjort ved at optimere formen på formen. Samtidig er der nu mere plads til kølevandskredsløbet, og sprøjtestøbecyklussen er skåret ned med 25 %.
Varmdyseproduktion, der er integreret: Termisk ekspansion og sammentrækning kan let forårsage huller og revner i traditionelle varmedyser, fordi de består af mange sektioner. 3D-trykstøbningsstål kan få varmdysestøbning til at fungere bedre generelt, skære ned på monteringsfejl og gøre kvaliteten af ​​sprøjtestøbte emner mere stabil.
2. Titanium legering: en dobbelt fremgang i at være let og modstandsdygtig over for korrosion
Fordi de er stærke, lette og modstandsdygtige over for korrosion, er titanlegeringer meget nyttige til fremstilling af høje-støbeforme. Nogle af de mest almindelige anvendelser for det er:
Luftfartsform: En form til et flymotorblad er sammensat af 3D-trykt titanlegering, som har en gitterstruktur, der gør den let og stærk, samtidig med at den gør den mere modstandsdygtig over for høje temperaturer op til 600 grader.
Medicinske implantatforme: Titaniumlegering er et fantastisk materiale til ortopædiske implantatforme, da det er biokompatibelt. En personlig hofteledsform lavet med 3D-print har en porøs struktur, der hjælper knogler med at vokse sammen og reducerer patientens restitutionstid med 40 %.
Optimering af en kompleks flowkanal: En ny støbeform til en batteripakke til et elektrisk køretøj bruger 3D-printteknologi af titanlegering. Inde i formkernen er tværstrømskanaler designet til at forbedre kølevæskens strømningseffektivitet med 50 % og batteripakkens temperaturensartethed med 20 %.
3. Aluminiumslegering: en god blanding af lethed og varmeledning
Aluminiumslegering er det bedste materiale til fremstilling af forme, fordi det er let, leder varme godt og kan genbruges. Det skaber en god balance mellem omkostninger og effektivitet. Det kan bruges i følgende situationer:
Form til bilkomponenter: Formen til cylinderhovedet på en given motor er sammensat af aluminiumslegering, der blev 3D-printet. Den biomimetiske gitterstruktur gør den 28% lettere. Samtidig bruges aluminiumslegeringens stærke varmeledningsevne til at reducere køletiden med 15 % og omkostningerne ved at lave ét stykke med 18 %.
Elektronisk forbrugsgodsform: Centerrammeformen til en bestemt smartphone er lavet med 3D-print af aluminiumslegering og har vægge, der kun er 0,3 mm tykke. Sprøjtestøbningscyklussen skæres ned fra 45 sekunder til 32 sekunder, og produktudbyttet går op til 99,2%, når det kombineres med en fleksibel vandvej.
Verifikation af hurtig iteration: Aluminiumslegering er et fantastisk materiale til fremstilling af formprototyper, da det er billigt. En virksomhed, der laver husholdningsapparater brugte 3D-printede aluminiumslegeringsforme til at teste deres produkter. Dette reducerede tiden det tog at fremstille produktet fra 8 uger til 3 uger og omkostningerne ved at ændre designet med 70 %.
4. Nikkel-baserede legeringer: beskyttere af ydeevne under barske forhold
Nikkel-baserede legeringer er essentielle i produktionen af ​​forme, der kan modstå høje temperaturer og tryk, fordi de modstår oxidation og korrosion. Det bruges almindeligvis til:
Flymotorform: En specifik turbinebladsform er bygget af en nikkel-baseret legering, der kan håndtere temperaturer op til 1200 grader og tryk op til 100 MPa. Den holder tre gange længere end almindelige forme, og dens vægt er blevet skåret ned med 22 % takket være et topologisk optimeringsdesign.
Atomkraft hovedpumpestøbeform: Nikkel-baserede legeringer er det vigtigste materiale til atomkraftudstyrsstøbeforme, fordi de kan modstå stråling. Ved hjælp af 3D-print blev løbehjulsformen til en atomkrafthovedpumpe lavet med komplicerede strømningskanaler. Dette gjorde køling 40 % mere effektiv, mens tætningsbehovene stadig blev opfyldt under meget barske forhold.
En specifik reaktionskedelform bruger nikkel-baseret 3D-printteknologi af legeret til at holde dens struktur stabil under korrosive forhold. Vedligeholdelsescyklussen er blevet forlænget fra hver tredje måned til hver atten måned, og de samlede omkostninger for livscyklussen er faldet med 65 %.
5. Kobberlegering: Få mest muligt ud af varmeledningsevnen
Kobberlegeringer er gode til at lave forme, der hurtigt skal overføre varme, da de er gode til at lede varme og elektricitet. Nogle af de steder, hvor det kan bruges, er:
En halvlederemballageform er dannet af 3D-printet kobberlegering. Køleeffektiviteten er forbedret med 80 % med mikrometer-niveau kanaldesign. Dette reducerer pakkecyklussen fra 12 sekunder til 5 sekunder og øger enkelt-produktionskapaciteten med 140 %.
Kobberlegering har en høj varmeledningsevne, hvilket betyder, at den hurtigt kan sprede svejsevarme og forhindre, at emnet vrider sig. Ved at 3D-printe kobberlegeringsstrømningskanaler har en svejseform til et nyt batterimodul for energikøretøjer hævet svejseydelsen fra 92 % til 98,5 %.
Mikrovarmevekslerform: Varmeafledningsmodulformen til en bestemt 5G-basestation bruger kobberlegering 3D-printteknologi til at lave en struktur, der er helt rigtig, med en vægtykkelse på 0,1 mm og en kanaldiameter på 0,3 mm. Effektiviteten af ​​varmeafledning er tre gange højere end typiske designs.