Kako uporabiti 3D-tiskanje kovin v-kalupih za tlačno litje?

一, Glavne prednosti tehnologije 3D-tiskanja kovin, ki omogoča-kalupe za tlačno litje
1. Brezplačno lahko oblikujete zapletene zgradbe, kar presega tisto, kar zmorejo tradicionalne obrti.
Kanal za hladilno vodo v klasičnih kalupih-za tlačno litje je izdelan z mehansko obdelavo, zaradi česar je težko doseči enotno postavitev zapletenih površin ali globokih vdolbin. To lahko povzroči težave, kot sta lokalno pregrevanje in pokanje kalupa zaradi toplotne utrujenosti. Kovinski 3D-tiskanje lahko zgradi konformne hladilne kanale z zlaganjem materialov enega na drugega. To omogoča, da hladilna tekočina neposredno vpliva na mesta z visoko-temperaturo in izboljša porazdelitev temperature na površini kalupa. Platinum Technology na primer uporablja material BLT-18Ni300 za izdelavo kalupov za tlačno litje aluminijevih zlitin. Z optimizacijo zasnove notranjih pretočnih kanalov se učinkovitost hlajenja poveča za več kot 30 %, življenjska doba kalupa se podvoji v primerjavi s prejšnjimi metodami, stopnja izkoristka izdelka pa se poveča s 85 % na 99 %.
2. Če želite znižati skupne stroške, poiščite ravnovesje med majhno težo in trdnostjo konstrukcije.
Tradicionalna izdelava kalupov uporablja veliko rezanja kovine, vendar se porabi le približno 30 % materiala. Zaradi težke konstrukcije plesni je tudi dražje premikanje in vzdrževanje. Tehnologija optimizacije topologije se uporablja pri 3D-tiskanju kovin, da se znebite nepotrebnih materialov in poiščete najboljše ravnovesje med težo in strukturno močjo. Kalup-za tlačno litje iz aluminijeve zlitine, ki ga prikazuje Platinum Lite, tehta le 27 kg, kar je 40 % lažje od običajnih kalupov. Prav tako je dovolj močan za delo pri visokih temperaturah in visokih pritiskih. Poleg tega integrirana tehnologija oblikovanja 3D-tiskanja zmanjša število delov, ki jih je treba sestaviti skupaj, ustavi spremembe pri toplotnem raztezanju in krčenju, do katerih pride, ko so deli spojeni skupaj, in naredi kalup še bolj stabilen.
3. Hitre iteracije in prilagodljiva proizvodnja za pospešitev razvojnega cikla
Izdelava kalupov na staromoden-način zahteva dolgo časa in veliko korakov, kot so načrtovanje, rezanje, varjenje in sestavljanje. Veliko stane tudi sprememba dizajna. Kovinsko 3D tiskanje neposredno poganja proizvodnjo z uporabo digitalnih modelov, kar olajša hitro izdelavo prototipov in sčasoma izboljšave. Na primer, Broadcom Precision uporablja opremo serije Huashu High Tech FS273M, da ponudi celovite procesne storitve za-kalupe za tlačno ulivanje za ohišja baterijskih paketov novih energetskih vozil. To skrajša razvojni cikel s 45 dni pri tradicionalnih postopkih na 7 dni, zniža ceno vsakega kosa za 60 % in uspešno doseže široko{11}}uporabo z letno proizvodnjo 100.000 kompletov.
2, Velik tehnološki napredek pri 3D-tiskanju kovin za-kalupe za tlačno litje
1. Novi materiali: toplotna odpornost in toplotna prevodnost delujeta bolje skupaj
Kalupi za tlačno litje morajo prenesti vpliv tekočega aluminija pri povišanih temperaturah nad 600 stopinj, kar zahteva stroga merila za odpornost materiala na toplotne razpoke, odpornost proti obrabi in toplotno prevodnost. Kovinski 3D-tiskanje zdaj omogoča stabilno uporabo orodnega jekla H13, martenzitno staranega jekla MS1, bakrovih zlitin in drugih materialov. Prav tako je lahko izboljšal učinkovitost s tehnologijo krepitve naknadne-obdelave. Podjetje je na primer izdelalo kompozitni material-na osnovi bakra, ki ima trdoto 52 HRC in toplotno prevodnost 120 W/(m · K), potem ko je bil obdelan z laserskim kaljenjem. To izpolnjuje-potrebe dolgoročne uporabe kalupov-za tlačno litje lopatic letalskih motorjev.
2. Optimizacija procesa: delo z več laserji in pametni nadzor parametrov
Proizvajalci tiskarske opreme vedno najdejo načine, kako premagati tehnološke ovire, da bi bilo tiskanje hitrejše in natančnejše. Platinum BLT-S450 lahko izvaja skupno tiskanje z osmimi laserji in ima oblikovno velikost 450 mm × 450 mm × 500 mm. Hitrost tiskanja je 300 % hitrejša kot pri enojnih laserskih napravah. Inteligentni sistem za nadzor parametrov lahko samodejno spremeni moč laserja, hitrost skeniranja in druge nastavitve glede na lastnosti materiala, da zagotovi visoko kakovost površine in trdnost medslojnega lepljenja. Na primer, pri izdelavi-kalup za tlačno litje za določeno vrsto bloka cilindrov avtomobilskega motorja oprema BLT-S450 neprekinjeno deluje 7 × 24 ur, kar skrajša čas, potreben za tiskanje enega samega kalupa, z 72 ur na 24 ur in ohranja dimenzijsko natančnost znotraj ± 0,05 mm.
3. Okrepitev po obdelavi: izboljšanje površinske zmogljivosti in življenjske dobe zaradi utrujenosti
Površinska hrapavost (Ra Večja ali enaka 6,3 μm) in notranja preostala napetost kovinskih 3D-natisnjenih delov lahko vplivata na to, kako dobro deluje kalup, zato ju je treba izboljšati s tehnikami naknadne-obdelave. Najbolj priljubljene tehnologije so trenutno:
Toplotna obdelava: žarjenje odpravi notranje napetosti in naredi material močnejši;
Peskanje in poliranje: Če želite zmanjšati možnost lepljenja aluminija, naredite površino manj grobo tako, da znižate Ra na 0,8 μm ali manj.
Lasersko oblaganje: nanašanje premaza na površino kalupa, ki je odporen proti obrabi, da bo trajal dlje.
Določeno podjetje je na primer pripravilo postopek naknadne-obdelave kompozitov za-kalup za tlačno litje lupin motorjev novih energetskih vozil, ki je podaljšal življenjsko dobo kalupa s 30.000-krat na 120.000-krat in znižal ceno na kos za 75 %.
3, Primeri, kako industrija deluje in kako lahko služi denar
1. Na področju novih energetskih vozil,-kalupi za tlačno litje ohišij baterij
Vrhunsko podjetje, ki izdeluje nova energetska vozila, uporablja kovinsko 3D-tiskanje za izdelavo-kalupov za tlačno ulivanje ohišij akumulatorjev. Zasnova konformnega kanala za hladilno vodo dvigne enakomernost temperature kalupa z ± 15 stopinj na ± 3 stopinje, skrajša čas cikla za 35 % in podaljša življenjsko dobo posameznega kalupa za več kot 80.000-krat, kar je 40 % dlje kot pri tipičnih jeklenih kalupih H13. Poleg tega lahka struktura 3D-tiskanja naredi kalupe za 50 % lažji, rokovanje je za 60 % učinkovitejše in zmanjša stroške za 45 %.
2. Na letalskem in vesoljskem področju obstaja matrica za kovanje diskov motornih turbin.
Za izdelavo matrice za kovanje turbinskih diskov za določen tip letalskega motorja je treba s tradicionalnimi metodami zvariti in sestaviti 100 ločenih delov, kar lahko traja do 11 mesecev. Po uporabi Optisysove tehnologije DMLS je bil kalup sestavljen v eno samo enoto, kar zmanjša težo za 95 % in dobavni rok na 2 meseca. Togost kalupa je bila povečana za 25 % z zasnovo optimizacije topologije, ki ustreza potrebam dela pri visokih temperaturah in tlaku.
3. V svetu potrošniške elektronike je kalup za-litje ohišja prenosnika
Veliko podjetje, ki izdeluje potrošniško elektroniko, uporablja 3D-tiskanje kovin za izdelavo-kalupov za tlačno ulivanje ohišij prenosnikov. Konformni kanal za hladilno vodo zmanjša zvijanje izdelka z 0,5 % na 0,15 %, notranja mrežasta struktura pa zmanjša težo za 40 %, hkrati pa ohranja trdnost. Kalup se uporablja v širokem obsegu, izdelajo 500.000 sklopov na leto. Stroški na komponento so se v primerjavi s starejšimi metodami znižali za 30 %.