Как може металният 3D печат да реши проблема с производството на сложни структури на матрицата?

1, Гъвкава верига за охлаждаща вода, която решава основния проблем с леенето под налягане
Скоростта на производство и качеството на продуктите зависи от това колко добре се охлаждат шприцформите. Каналите за охлаждаща вода с прав отвор се използват в традиционните форми. Тези канали трудно се залепват към сложни повърхности на кухини, което причинява твърде много локални температурни вариации и дефекти на продукта като изкривяване и маркировки от свиване. Използвайки методи за оптимизиране на топологията, металният 3D печат може да създаде конформен канал за охлаждаща вода, който идеално съответства на формата на продукта. Това ви позволява да контролирате температурата точно там, където се произвежда топлина и където се охлажда.
Например, времето за охлаждане на матрицата за дръжката на вратата на автомобила премина от 18 секунди на 12 секунди след използване на 3D отпечатан конформен воден път. Производствената ефективност се повиши с 33%, а деформацията на деформацията на продукта намаля от 0,8 mm на 0,2 mm. Пропускливостта се покачи от 92% на 98,5%. По-важното е, че тази концепция преодолява физическите ограничения на съществуващите методи - в рамките на стена на сърцевината на формата с дебелина 0,5 mm може да се създаде спираловиден охлаждащ канал с диаметър 2 mm за изграждане на три-измерна охлаждаща мрежа. Конформният воден път върху матрицата на корпуса на домакински уреди, отпечатана от оборудването iSLM420 на Zhongrui Technology, увеличава живота на матрицата с 40% и намалява броя на пукнатините, причинени от топлинна умора, със 75%.
2, Иновация в решетъчната структура: правене на форми по-леки и комбиниране на различни функции
Що се отнася до формите-за леене под налягане, термичната умора на високотемпературните сплави е основна причина, поради която те не издържат толкова дълго, колкото биха могли. Металният 3D печат използва биомиметични решетъчни структури, за да направи нещата по-леки, да подобри пътищата на топлопроводимост и да поддържа нещата здрави. Формата за леене под налягане за специфична лопатка на самолетен двигател използва решетъчен дизайн TPMS (трипериодна минимално извита повърхност). Това намали теглото на сърцевината на формата с 35% и удвои устойчивостта му на термичен шок. Непрекъснатият производствен цикъл е удължен от 5000 на 12000 форми.
Това структурно предимство е особено важно при изработката на части за изолация. Изолационните мезони в стандартните горещи системи са солидни, но 3D принтирането може да направи мезони с куха шестоъгълна решетка, които са с 60% по-ефективни при поддържане на топлината от преминаване от разделителната плоча към матрицата. Този дизайн съкращава цикъла на леене под налягане с 22% и количеството използвана енергия с 18% във формите за медицински консумативи.
3, Микро пореста изпускателна система: решаване на предизвикателството на индустрията за дефицит на уловени газове
При шприцоване, ако газът в кухината на матрицата не може да бъде освободен достатъчно бързо, това може да доведе до проблеми като газови ивици и изгаряне по повърхността на продукта. Има два основни проблема с традиционните дишащи стоманени вложки: първо, те могат да позволят на въздуха да тече само в една посока, и второ, напрежението има тенденция да се натрупва в точката, където дишащата зона среща плътната зона. Металният 3D печат надхвърля тези граници и може да генерира порести обекти с много-посочна дишаемост.
Методът за дишаща стомана от трето-поколение на Laser Luminescence подобрява подхода на лазерно сканиране за създаване на плътен дишащ слой върху повърхността на формата с размер на порите от 0,04 mm. В същото време той изгражда три-измерна свързана мрежа от пори вътре във формата. При прилагането на калъпи за арматурно табло на автомобили, тази концепция намалява процента на дефектите на уловения газ от 15% до 0,3%, без изискване за допълнителни изпускателни отвори, опростявайки конструкцията на формата. По-важното е, че 3D печатането може да накара дишащите части и телата на формата да работят заедно, което означава, че няма възможност за изтичане на шев, както е при традиционните процедури за инкрустиране.
4, Интегрирано производство на сложни части: Промяна на веригата на стойността на обработката на матрици
При традиционното производство на форми се използва техниката "отделна обработка + сглобяване". Това означава, че важни части като горещи дюзи, наклонени върхове и подложки за сърцевина на формата трябва да преминат през няколко стъпки. Металният 3D печат оформя тези сложни елементи наведнъж, използвайки идеята за „интегрирано производство“. Например, системата с гореща дюза на формата на рамката на определена марка мобилен телефон се нуждае от 12 части, за да бъде сглобена по обичайния начин. С 3D печат можете да направите цяла гореща дюза с интегриран канал за поток и жлеб за монтаж на нагревателен елемент. Времето за сглобяване е съкратено от 8 часа на 0,5 часа, а проблемът със счупването, причинен от термично разширение и свиване, е напълно решен чрез намаляване на шевовете.
Тази промяна е най-забележима, когато се правят парчета с тънки стени. Програмата за симулация на VoxelDance Engineering, разработена по метода Manga, успешно реши проблема с деформацията при печат на тънкостенни части от неръждаема стомана 316L (дебелина на стената 0,3 mm) с метода „компенсация на деформацията на сканиране“. Този метод прави частите за формите на решетката на автомобила по-точни, преминавайки от ± 0,5 mm до ± 0,08 mm. Той също така съкращава периода за изследване и развитие с 60% и подобрява използването на материали с 45%.
5, Технологична интеграция: създаване на нова парадигма за производство на мухъл
Металният 3D печат не съществува изолирано, а е напълно преплетен с технологии като симулационен анализ и интелигентно откриване. Машините на Zhongrui Technology имат много-слойна оптимизирана система за вятърно поле, която може да следи температурното поле на праховия слой в реално време. Той може също така автоматично да промени настройките на лазера, за да компенсира термичния стрес и да достигне плътност от 99,95% за големи форми (като форми за автомобилна броня, които са 1,2 m × 0,8 m). Използвайки инструменти за анализ на потока, дизайнерите могат да подобрят разположението на каналите за охлаждаща вода по време на процеса на моделиране, което е итерация на затворен -цикличен цикъл на „отпечатване на симулация на дизайн“.
По отношение на възстановяването на модела на разходите, 3D принтирането показа уникални предимства. Например изработването на форми за 1000 парчета струва 280 000 юана с традиционните методи (180 000 юана за разработване на матрици), но решението за 3D печат струва 20% повече на парче, но няма разходи за разработване на матрици, което намалява общите разходи до 220 000 юана. Когато скоростта на итерация на продукта надвиши стандартния период на изплащане на формата (обикновено 12-18 месеца), икономичността на 3D печата става по-очевидна.