Ako používať kovovú 3D tlač vo formách-na tlakové liatie?

一, Hlavné výhody technológie 3D tlače na kov, ktorá umožňuje-odlievacie formy
1. Môžete bezplatne navrhovať komplikované budovy, ktoré presahujú to, čo tradičné remeslá dokážu.
Kanál na chladiacu vodu v klasických formách-na odlievanie pod tlakom je vyrobený mechanickým spracovaním, čo sťažuje dosiahnutie jednotného rozloženia komplikovaných povrchov alebo hlbokých výklenkov. To môže spôsobiť problémy, ako je lokálne prehriatie a praskanie formy tepelnou únavou. Kovová 3D tlač môže vytvárať konformné chladiace kanály ukladaním materiálov na seba. To umožňuje chladiacej kvapaline priamo ovplyvňovať miesta s vysokou teplotou-a zlepšuje rozloženie teploty na povrchu formy. Technológia Platinum napríklad využíva materiál BLT-18Ni300 na výrobu foriem na tlakové liatie hliníkových zliatin. Optimalizáciou konštrukcie vnútorných prietokových kanálov sa účinnosť chladenia zvýši o viac ako 30 %, životnosť formy sa zdvojnásobí v porovnaní s predchádzajúcimi metódami a výťažnosť produktu sa zvýši z 85 % na 99 %.
2. Ak chcete znížiť celkové náklady, nájdite rovnováhu medzi nízkou hmotnosťou a pevnosťou konštrukcie.
Tradičná výroba foriem využíva veľa rezania kovov, ale používa sa len asi 30 % materiálu. Konštrukcia ťažkej formy tiež sťažuje premiestňovanie a údržbu. Technológia optimalizácie topológie sa používa v kovovej 3D tlači, aby sa zbavila nepotrebných materiálov a našla najlepšiu rovnováhu medzi hmotnosťou a pevnosťou konštrukcie. Forma na odlievanie{5}}z hliníkovej zliatiny, ktorú zobrazuje Platinum Lite, váži iba 27 kg, čo je o 40 % ľahšia ako bežné formy. Je tiež dostatočne pevný, aby pracoval pri vysokých teplotách a vysokom tlaku. Integrovaná technológia lisovania 3D tlače tiež znižuje počet dielov, ktoré je potrebné zložiť, zastavuje zmeny tepelnej rozťažnosti a kontrakcie, ku ktorým dochádza pri spájaní dielov, a robí formu ešte stabilnejšou.
3. Rýchle iterácie a flexibilná výroba na urýchlenie vývojového cyklu
Výroba foriem starým-spôsobom trvá dlho a trvá veľa krokov, ako je návrh, rezanie, zváranie a ich skladanie. Veľa stojí aj zmena dizajnu. Kovová 3D tlač priamo riadi výrobu pomocou digitálnych modelov, čo uľahčuje rýchlu výrobu prototypov a zlepšovanie v priebehu času. Napríklad spoločnosť Broadcom Precision využíva zariadenia radu Huashu High Tech FS273M na ponúkanie kompletných procesných služieb pre-odlievacie formy pre nové obaly akumulátorov energetických vozidiel. Tým sa skráti vývojový cyklus zo 45 dní v tradičných procesoch na 7 dní, znížia sa náklady na každý kus o 60 % a úspešne sa dosiahne{11}}rozsiahla aplikácia s ročnou produkciou 100 000 sád.
2, Veľký technologický pokrok v 3D tlači kovov pre formy na tlakové liatie-
1. Nové materiály: tepelná odolnosť a tepelná vodivosť lepšie spolupracujú
Formy na tlakové liatie musia vydržať nárazy tekutého hliníka pri zvýšených teplotách nad 600 stupňov, čo si vyžaduje prísne kritériá na odolnosť materiálu proti tepelnému praskaniu, odolnosť proti opotrebovaniu a tepelnú vodivosť. Kovová 3D tlač je teraz schopná stabilne používať nástrojovú oceľ H13, martenzitickú starnúcu oceľ MS1, zliatiny medi a ďalšie materiály. Podarilo sa mu tiež zlepšiť výkonnosť prostredníctvom-technológie posilňovania po spracovaní. Napríklad spoločnosť vyrobila kompozitný materiál na báze medi-, ktorý má tvrdosť 52 HRC a tepelnú vodivosť 120 W/(m · K) po úprave laserovým kalením. Spĺňa to{12}}potreby dlhodobého používania foriem{13}}na tlakové odlievanie lopatiek leteckých motorov.
2. Optimalizácia procesu: práca s niekoľkými lasermi a inteligentné riadenie parametrov
Výrobcovia tlačiarenských zariadení vždy hľadajú spôsoby, ako prekonať technologické prekážky, aby bola tlač rýchlejšia a presnejšia. Platinum BLT-S450 dokáže tlačiť na spoluprácu s ôsmimi lasermi a má tvarovaciu veľkosť 450 mm × 450 mm × 500 mm. Rýchlosť tlače je o 300 % rýchlejšia ako pri jednotlivých laserových zariadeniach. Inteligentný systém riadenia parametrov dokáže automaticky meniť výkon lasera, rýchlosť skenovania a ďalšie nastavenia na základe vlastností materiálu, aby sa zaistilo, že kvalita povrchu a pevnosť medzivrstvového spojenia sú vysoké. Napríklad pri výrobe foriem-na tlakové odlievanie pre určitý typ bloku valcov automobilového motora beží zariadenie BLT-S450 nepretržite 7 × 24 hodín, čím sa skráti čas potrebný na vytlačenie jednej formy zo 72 hodín na 24 hodín a rozmerová presnosť sa udrží v rozmedzí ± 0,05 mm.
3. Posilnenie po ošetrení: zlepšenie ako povrchového výkonu, tak aj únavovej životnosti
Drsnosť povrchu (Ra väčšia alebo rovná 6,3 μm) a vnútorné zvyškové napätie kovových 3D tlačených dielov môžu ovplyvniť fungovanie formy, preto je potrebné ich zlepšiť pomocou techník dodatočnej úpravy. Najpopulárnejšie technológie v súčasnosti sú:
Tepelné spracovanie: Žíhaním sa zbaví vnútorného napätia a materiál je pevnejší;
Pieskovanie a leštenie: Ak chcete znížiť možnosť prilepenia hliníka, urobte povrch menej drsným znížením Ra na 0,8 μm alebo menej.
Laserové opláštenie: Nanášanie povlaku na povrch formy, ktorý je odolný voči opotrebovaniu, aby vydržal dlhšie.
Napríklad konkrétna spoločnosť prišla s kompozitným postupom post{0}}úpravy pre tlakové{1}}odlievanie škrupín motora nových energetických vozidiel, ktorý predĺžil životnosť formy z 30 000-krát na 120 000-krát a znížil náklady na kus o 75 %.
3, Príklady toho, ako toto odvetvie funguje a ako môže zarábať peniaze
1. V oblasti nových energetických vozidiel, tlakové-odlievacie formy na obaly batériových jednotiek
Špičková firma, ktorá vyrába nové energetické vozidlá, využíva kovovú 3D tlač na výrobu foriem-na odlievanie obalov batérií. Konštrukcia konformného kanála chladiacej vody zvyšuje rovnomernosť teploty formy z ± 15 stupňov na ± 3 stupne, skracuje čas cyklu o 35 % a predlžuje životnosť jednej formy na viac ako 80 000-krát, čo je o 40 % dlhšie ako pri typických oceľových formách H13. Vďaka ľahkej štruktúre 3D tlače sú formy o 50 % ľahšie, manipulácia je o 60 % efektívnejšia a náklady sa znižujú o 45 %.
2. V oblasti letectva a kozmonautiky sa nachádza zápustka na kovanie diskov motorovej turbíny.
Na výrobu zápustiek na kovanie turbínových kotúčov pre určitý typ leteckého motora je potrebné tradičnými metódami zvariť a poskladať 100 samostatných dielov, ktorých dodanie môže trvať až 11 mesiacov. Po použití technológie DMLS od spoločnosti Optisys je forma vyrobená do jedného celku, čo znižuje hmotnosť o 95 % a dodaciu lehotu na 2 mesiace. Tuhosť formy sa zvýšila o 25 % vďaka dizajnu optimalizácie topológie, ktorý spĺňa potreby práce pri vysokých teplotách a vysokých tlakoch.
3. Vo svete spotrebnej elektroniky je to forma-odlievania plášťa notebooku
Veľká spoločnosť, ktorá vyrába spotrebnú elektroniku, využíva kovovú 3D tlač na výrobu foriem-odlievania pre obaly na notebooky. Konformný kanál chladiacej vody znižuje deformáciu produktu z 0,5 % na 0,15 % a dizajn vnútornej mriežkovej štruktúry znižuje hmotnosť o 40 % pri zachovaní pevnosti. Forma sa používa v širokom meradle, ročne sa vyrába 500 000 súprav. Náklady na komponent sa znížili o 30 % v porovnaní so staršími metódami.