Aké sú bežné procesy 3D tlače kovov pri výrobe foriem?

一, Technológia tavenia práškového lôžka: to znamená vysokú presnosť a komplikovanú štruktúru.
Technológia tavenia práškového lôžka využíva lúče s vysokou{0}}energiou na selektívne roztavenie vrstiev kovového prášku. V súčasnosti je to najbežnejší typ postupu používaného pri výrobe foriem. Niektoré príklady týchto technológií zahŕňajú selektívne tavenie laserom (SLM) a tavenie elektrónovým lúčom (EBM).
1. Technológia SLM: zmena hry-pre systémy chladenia foriem
SLM používa vysokovýkonné{0}}laserové lúče na roztavenie kovového prášku po jednej vrstve. Takto je možné vyrobiť kovové časti s hustotou nad 99,9 %. Konštrukcia konformných chladiacich kanálov je miesto, kde sa jeho základná hodnota prejavuje pri výrobe foriem. Postupy vŕtania obmedzujú tradičné chladiace kanály formy na lineárne alebo jednoduché cik-cak vzory, čo znižuje ich účinnosť pri chladení. Technológia SLM dokáže vytvoriť vodné kanály, ktoré nie sú rovné, ako sú špirály a dendrity. Vďaka tomu je chladenie o viac ako 40 % efektívnejšie. Napríklad, keď telefóny Huawei prešli na topológiu-optimalizovaného dizajnu kanálov pre formu rámu, čas potrebný na výrobu jedného kusu sa zvýšil zo 120 sekúnd na 75 sekúnd a miera výnosu sa zvýšila z 89 % na 98 %.
2. Technológia EBM: najlepší spôsob výroby foriem pre vysokoteplotné-zliatiny
Technológia EBM využíva elektrónový lúč na roztavenie kovového prášku vo vákuu. Jeho špeciálne výhody sú:
Prispôsobivosť materiálu: Funguje dobre s aktívnymi kovmi, ako sú zliatiny titánu a niklové-zliatiny-za vysokých teplôt. Tieto kovy sa bežne používajú v-kvalitných formách, ako sú formy používané v leteckých a automobilových motoroch.
Kontrola zvyškového napätia: Rýchlosť skenovania elektrónovým lúčom je pomerne vysoká, čo môže výrazne znížiť tepelné namáhanie a možnosť deformácie formy.
Ako dobre sa veci vyrábajú: Hustota energie elektrónového lúča je 3 až 5-krát vyššia ako u lasera a rýchlosť tlače je o 30 % až 50 % rýchlejšia ako pri SLM.
Formy z titánovej zliatiny spoločnosti Platinum pre letecké motory sa vyrábajú pomocou technológie EBM, ktorá pridáva komplikované aerodynamické kanály. Vďaka tomu formy vydržia dlhšie (od 8 000 do 25 000 cyklov) a sú o 42 % ľahšie.
2, Technológia usmerňovania energie: Skvelý spôsob, ako opraviť veľké formy a vyrobiť veci aditívne
Technológia usmerneného nanášania energie je dobrá na výrobu a fixáciu veľkých foriem, pretože môže pohybovať kovovým práškom alebo drôtom a súčasne nanášať taveninu. Laser near net shape (LENS) a oblúková aditívna výroba (WAAM) sú dve z jeho hlavných metód.
1. Technológia LENS: nový spôsob výroby foriem s gradientom materiálu
Technológia LENS umožňuje, aby sa rôzne materiály hladko menili z jedného na druhý roztavením kovových častíc a ich súčasným pohybom cez koncentrovaný laserový lúč. Táto technológia sa používa na výrobu foriem-na tlakové liatie s funkčne odstupňovanými štruktúrami v procese-výroby foriem:
Povrchová vrstva: veľmi pevná a veľmi odolná voči opotrebovaniu Aby bola forma odolnejšia voči opotrebovaniu, používa sa zliatina kobaltu a chrómu.
Vrstva jadra: Použitie hliníkovej zliatiny, ktorá je pevná a má nízku{0}}hustotu, aby bola forma ľahšia a lepšie sa zbavovala tepla.
V porovnaní so štandardnými homogénnymi materiálmi táto gradientná štruktúra predĺži životnosť formy 2–3 krát a spotrebuje o 15–20 % menej energie.
2. Technológia WAAM: Nákladovo-efektívny spôsob výroby veľkých foriem
WAAM má nasledujúce vlastnosti: využíva elektrický oblúk ako zdroj tepla na roztavenie kovového drôtu.
Nízke náklady na materiály: Kovový drôt stojí iba jednu-tretinu až jednu{1}}polovicu ako práškové materiály.
Vysoká sedimentačná účinnosť: každú hodinu možno uložiť 3–5 kg kovu, čo stačí na výrobu masívnych foriem širokých meter.
Silná schopnosť opravy: môže opraviť praskliny a opotrebovanie priamym ukladaním materiálov na existujúce formy.
Istá automobilka použila technológiu WAAM na upevnenie formy na 2-tonový valec motora. To znížilo náklady na opravu o 68 % v porovnaní so získaním novej formy a skrátilo čas potrebný na jej opravu zo 45 dní na 7 dní.
3, Technológia striekania lepidla: spôsob, ako zefektívniť malé-formy
Technológia striekania lepidla rozprašuje lepidlo len tam, kde je potrebné prichytiť častice kovového prášku. Po odmastení a spekaní vytvára husté kovové kúsky. Táto technológia sa pohybuje okolo veľkostných limitov technológie tavenia práškového lôžka, čo z nej robí najlepšie riešenie na výrobu malých foriem.
1. Výhody z hľadiska technológie
Rýchla produkcia: Nie je potrebné roztaviť každú vrstvu samostatne a rýchlosť tlače je 5 až 10-krát rýchlejšia ako pri SLM.
Vysoká spotreba materiálu: Neviazaný prášok môže byť recyklovaný 100% času, čo znižuje náklady na materiál o 30% až 40%.
Veľa geometrickej slobody: môže vyrábať formy s komplikovanou geometriou vnútornej dutiny, vrátane plastových vstrekovacích foriem s konformným chladením.
2. Príklady použitia
Špecifická spoločnosť vyrábajúca zdravotnícke pomôcky používa technológiu striekania lepidla na výrobu vlastných foriem pre ortopedické implantáty. Náklady na výrobu jednej formy klesli z 12 000 juanov na 4 800 juanov a čas potrebný na výrobu formy sa skrátil zo šiestich mesiacov na 50 dní. Táto technológia sa tiež bežne používa v oblastiach, ako sú formy na šperky a presné elektronické formy. Pomáha výrobe foriem posunúť sa smerom k väčšej flexibilite a prispôsobeniu.
4, Budúcnosťou výroby foriem je integrácia viacerých procesov-.
Ako technológia pokročila, jediný proces už nestačí na uspokojenie rôznych požiadaviek na výrobu foriem; preto sa spojenie niekoľkých procesov ukázalo ako nová trajektória v tomto odvetví.
SLM + CNC kompozitné spracovanie: Najprv použite SLM na vytlačenie polotovaru formy. Potom použite CNC na presné obrábanie, ktoré vyvažuje rýchlosť lisovania s presnosťou povrchu.
Kombinácia LENS a tepelného spracovania: Počas procesu nanášania LENS sa súčasne vykonáva laserové kalenie, aby sa zvýšila tvrdosť povrchu formy na viac ako 55 HRC.
Striekanie lepidla plus zahusťovanie HIP: Izostatické lisovanie za horúca (HIP) zbavuje vnútorné póry v častiach, ktoré boli potiahnuté lepidlom. Vďaka tomu je hustota formy vyššia ako 99,5 %.