Как да използвате метален 3D печат в-форми за леене под налягане?

一, Основните предимства на технологията за 3D принтиране на метал, която прави възможни-формите за леене под налягане
1. Можете да проектирате сложни сгради безплатно, което надхвърля възможностите на традиционните занаяти.
Каналът за охлаждаща вода в класическите -форми за леене под налягане е направен чрез механична обработка, което затруднява получаването на еднакво оформление на сложни повърхности или дълбоки вдлъбнатини. Това може да причини проблеми като локално прегряване и напукване на матрицата от термична умора. Металният 3D печат може да изгради конформни охлаждащи канали чрез подреждане на материали един върху друг. Това позволява на охлаждащата течност да въздейства директно на високо-температурни места и да подобри разпределението на температурата върху повърхността на формата. Platinum Technology, например, използва материал BLT-18Ni300 за производство на форми за леене под налягане на алуминиеви сплави. Чрез оптимизиране на дизайна на вътрешните канали за поток, ефективността на охлаждане се повишава с повече от 30%, животът на матрицата се удвоява в сравнение с предишните методи, а степента на добив на продукта се повишава от 85% на 99%.
2. За да намалите общите разходи, намерете баланс между леко тегло и здравина на конструкцията.
Традиционното производство на матрици използва много рязане на метал, но се използва само около 30% от материала. Тежката конструкция на матрицата също го прави по-скъп за преместване и поддръжка. Технологията за оптимизиране на топологията се използва в металния 3D печат, за да се отървете от ненужните материали и да намерите най-добрия баланс между тегло и здравина на конструкцията. Формата за -леене под налягане от алуминиева сплав, показана от Platinum Lite, тежи само 27 kg, което е с 40% по-лека от типичните форми. Освен това е достатъчно силен, за да работи при високи температури и високо налягане. Освен това интегрираната технология за формоване на 3D печат намалява броя на частите, които трябва да бъдат сглобени, спира промените в термичното разширение и свиване, които се случват, когато частите се снаждат заедно, и прави матрицата още по-стабилна.
3. Бързи итерации и гъвкаво производство за ускоряване на цикъла на разработка
Създаването на форми по старомодния-начин отнема много време и много стъпки, като проектиране, рязане, заваряване и сглобяването им. Смяната на дизайна също струва много. Металният 3D печат директно задвижва производството с помощта на цифрови модели, което улеснява бързото създаване на прототипи и подобрения във времето. Например Broadcom Precision използва оборудване от серията Huashu High Tech FS273M, за да предложи пълни технологични услуги за-форми за леене под налягане за корпуси на батерийни пакети за нови енергийни превозни средства. Това съкращава цикъла на разработка от 45 дни при традиционните процеси на 7 дни, намалява цената на всяко парче с 60% и успешно постига-мащабно приложение с годишно производство от 100 000 комплекта.
2, Голям технологичен напредък в металния 3D печат за-форми за леене под налягане
1. Нови материали: устойчивостта на топлина и топлопроводимостта работят по-добре заедно
Формите за леене под налягане трябва да издържат на въздействието на течен алуминий при повишени температури над 600 градуса, което налага строги критерии за устойчивост на термично напукване на материала, устойчивост на износване и топлопроводимост. Металният 3D печат вече може да използва H13 инструментална стомана, MS1 мартензитно състарена стомана, медни сплави и други материали по стабилни начини. Също така успя да подобри производителността чрез-технология за укрепване на последващата обработка. Например една компания направи композитен материал на основата на мед-, който има твърдост от 52HRC и топлопроводимост от 120W/(m · K), след като е бил обработен с лазерно охлаждане. Това отговаря на-нуждите за дългосрочна употреба на-форми за леене под налягане за лопатки на самолетни двигатели.
2. Оптимизация на процеса: работа с няколко лазера и интелигентен контрол на параметрите
Производителите на печатащо оборудване винаги намират начини да преодолеят технологичните пречки, за да направят печата по-бърз и точен. Platinum BLT-S450 може да прави колаборативен печат с осем лазера и има размер на формиране от 450 mm × 450 mm × 500 mm. Скоростта на печат е 300% по-бърза от тази на единични лазерни устройства. Интелигентна система за контрол на параметрите може автоматично да променя мощността на лазера, скоростта на сканиране и други настройки въз основа на свойствата на материала, за да се увери, че качеството на повърхността и силата на свързване между слоевете са високи. Например, когато се правят -форми за леене под налягане за определен тип цилиндров блок на автомобилен двигател, оборудването BLT-S450 работи непрекъснато в продължение на 7 × 24 часа, намалявайки времето, необходимо за отпечатване на единична форма от 72 часа на 24 часа и поддържайки точността на размерите в рамките на ± 0,05 mm.
3. Укрепване след обработка: подобряване както на производителността на повърхността, така и на издръжливостта на умора
Грапавостта на повърхността (Ra По-голяма или равна на 6,3 μm) и вътрешното остатъчно напрежение на металните 3D отпечатани части може да повлияят на това колко добре работи формата, поради което те трябва да бъдат подобрени чрез техники за последваща -обработка. Най-популярните технологии в момента са:
Топлинна обработка: Отгряването премахва вътрешното напрежение и прави материала по-здрав;
Пясъкоструене и полиране: За да намалите вероятността от залепване на алуминий, направете повърхността по-малко грапава, като намалите Ra до 0,8 μm или по-малко.
Лазерно покритие: Поставяне на покритие върху повърхността на формата, което е устойчиво на износване, за да издържи по-дълго.
Например, конкретна компания предложи процедура за последваща-обработка на композитни-форми за леене под налягане на корпуси на нови енергийни двигатели на превозни средства, която е увеличила живота на матрицата от 30 000 пъти до 120 000 пъти и е намалила цената на парче със 75%.
3, Примери за това как работи индустрията и как може да печели пари
1. В областта на превозните средства с нова енергия,-форми за леене под налягане за корпуси на батерийни пакети
Водеща фирма, която произвежда нови енергийни превозни средства, използва метален 3D печат, за да направи-форми за леене под налягане за черупки на батерийни пакети. Дизайнът на конформен канал за охлаждаща вода повишава еднородността на температурата на матрицата от ± 15 градуса до ± 3 градуса, съкращава времето на цикъла с 35% и удължава живота на единична форма до повече от 80 000 пъти, което е 40% по-дълго от типичните H13 стоманени форми. Освен това олекотената структура на 3D печата прави формите с 50% по-леки, прави обработката с 60% по-ефективна и намалява разходите с 45%.
2. В аерокосмическата област има матрица за коване на дискови турбини на двигателя.
За да се направят матрици за коване на турбинни дискове за определен тип авиационен двигател, традиционните методи трябва да заваряват и сглобяват 100 отделни части, което може да отнеме до 11 месеца, за да се достави. След използване на DMLS технологията на Optisys, матрицата е направена в едно цяло, което намалява теглото с 95% и времето за доставка до 2 месеца. Твърдината на матрицата е подобрена с 25% чрез дизайн за оптимизиране на топологията, който отговаря на нуждите за работа при високи температури и високо налягане.
3. В света на потребителската електроника, матрица-за леене под налягане на черупка на лаптоп
Голяма компания, която произвежда потребителска електроника, използва метален 3D печат, за да направи-форми за леене под налягане за кутии за лаптопи. Конформният канал за охлаждаща вода намалява деформацията на продукта от 0,5% на 0,15%, а конструкцията на вътрешната решетъчна структура намалява теглото с 40%, като същевременно запазва здравината. Формата се използва в широк мащаб, като се правят 500 000 комплекта годишно. Цената на компонент е намаляла с 30% в сравнение с по-старите методи.