Kako lahko kovinski 3D-tiskanje uporabimo za popravilo plesni?

1. Tehnološki preboj: prehod od "delnega popravila" do "upravljanja celotnega življenjskega cikla"
3D-tiskanje kovin za popravilo kalupov je preseglo meje tradicionalnih subtraktivnih metod. Zdaj ponuja celovito rešitev, ki vključuje "odkrivanje poškodb, inteligentno zasnovo, natančno popravilo in nadgradnjo zmogljivosti."
Iskanje poškodbe in njeno modeliranje nazaj
Z uporabo industrijskega CT skeniranja ali laserskih 3D merilnih tehnologij lahko takoj dobite 3D podatke o poškodovanem območju plesni. Algoritme umetne inteligence je nato mogoče uporabiti za pregled pomembnih značilnosti, kot sta smer razpoke in globina obrabe. V enem projektu za popravilo lopatice letalskega motorja je bil na primer ultrazvočni detektor uporabljen za iskanje napak znotraj lopatice, programska oprema za obratno inženirstvo pa je bila uporabljena za izdelavo modela poškodb, ki je pokazal natančne meje popravila za 3D-tiskanje.
Prilagajanje materialov in izboljšanje delovanja
S 3D-tiskanjem je mogoče izdelati materiale za popravljalne plasti, ki imajo gradientno zasnovo za različne podlage kalupov, kot je jeklo H13, jeklo za martenzitno staranje in bakrove zlitine. Na primer, pri fiksiranju preusmerjevalnih stožcev v-kalupih za tlačno litje se za tiskanje delovne plasti uporabi-prah zlitine na osnovi niklja. Ta plast ima po toplotni obdelavi udarno žilavost 22J in trdoto 48–50HRC. Popravljalni sloj prav tako vzpostavi metalurško povezavo s podlago s spreminjanjem moči laserja in hitrosti skeniranja. Zaradi tega se gradient trdote spreminja naravno, kar preprečuje poznejše pokanje zaradi koncentracije napetosti.
Popravilo konformnih struktur kot celote
3D-tiskanje konformnega tokokroga hladilne vode lahko odpravi zapleten problem blokade pretočnega kanala, ki ga je težko odpraviti z običajnimi metodami popravila. Tehnologija laserskega selektivnega taljenja (SLM) je bila uporabljena za tiskanje spiralnih hladilnih kanalov na model odbijača avtomobila, ki ga je bilo treba popraviti. To je naredilo temperaturo kalupa bolj enakomerno za 40 %, skrajšalo čas ohlajanja za 30 % in podvojilo življenjsko dobo popravljenega kalupa v primerjavi z originalnim kalupom.
2. Inovacija procesa: Sprememba iz "Enojnega popravila" v "Funkcionalno nadgradnjo"
Tehnologija kovinskega 3D-tiskanja lahko ne samo vrne kalupe v prvotne oblike, ampak lahko tudi izboljša njihovo delovanje s spremembo njihove strukture. To spremeni kalupe iz "potrošnega materiala" v "pametna sredstva".
Oblikovanje lahke in optimizirane topologije
Programska oprema za simulacijo se uporablja za optimizacijo topologije ojačitvenih plošč kalupa, tako da se znebite nepotrebnih materialov in hkrati ohranite trdnost strukture. Za popravilo določenega kalupa ohišja gospodinjskih aparatov je bila namesto trdnih rebrastih plošč uporabljena šestkotna mrežasta struktura. To je zmanjšalo težo za 60 %, hkrati pa ohranilo togost, zmanjšalo prenos toplote od razdelilne plošče do kalupa in zmanjšalo porabo energije toplotočnega sistema za 15 %.
Integracija številnih poroznih zračnih plasti
Dodajte porozno plast, ki diha, na dno jedra kalupa in uporabite prezračevalno palico za oblikovanje s plinom-. Tako se boste znebili površinskih linij krčenja na brizganih predmetih. Zračna struktura s 30-odstotno poroznostjo je bila s 3D-tiskanjem dodana jedru kalupa za ohišje mobilnega telefona. To je naredilo površino izdelka bolj gladko za 2 ravni in povečalo proizvodno učinkovitost za 25 %.
Spreminjanje površine metamaterialov
Uporaba zmožnosti 3D-tiskanja-za-plastjo zlaganja za izdelavo mikro-nano strukturiranih premazov na površinah kalupov. Na primer, tiskanje struktur, ki so videti kot lotosovi listi na površini plastičnih lukenj za kalupe, omogoča 40 % lažje odstranjevanje kalupa, z uporabo tehnologije laserske obloge za nanašanje prevlek iz volframovega karbida pa je površina trikrat bolj odporna proti obrabi kot običajne metode kromiranja.
3. Industrijska praksa: od "Validacije primera" do "Uporabe merila"
Svetovna predelovalna industrija hitro sprejema tehnologijo 3D tiskanja kovin za rešitve za popravilo in oblikovanje kalupov, ki delujejo na številnih področjih, vključno z vesoljstvom, avtomobilizmom, elektroniko itd.
področju letalstva
Boeing uporablja selektivno taljenje z elektronskim žarkom (EBDM) za pritrditev turbinskih lopatic na letala. Ko se prah titanove zlitine stopi z elektronskim žarkom v vakuumu, ga je mogoče popraviti z natančnostjo 0,01 mm. Obdobje popravila je skrajšano s 6 tednov na 72 ur, trdnost vezi med popravilno plastjo in podlago pa znaša 98 % trdnosti osnovnega materiala.
Volkswagen uporablja lasersko tehnologijo skoraj neto oblike (LENS) za pritrjevanje-kalupov za tlačno litje v avtomobilski industriji. Z uporabo sinhronega dovajanja prahu in laserskega oplaščenja se na površini kalupa naredi 2 mm debel martenzitni premaz jekla za staranje. Ta premaz je močan 52HRC in lahko prenese 100.000 ciklov vbrizgavanja brez razpok. Stroški popravil so 40 % nižji kot pri tipični tehnologiji obločnega brizganja.
V svetu proizvodnje elektronike je TSMC uporabil tehnologijo Nano Particle Spray Metal Forming (NPJ) za pritrditev kalupov za pakiranje polprevodnikov. Popravilo kanalov v mikro merilu je možno z razprševanjem tekočine z bakrovimi nanodelci in sintranjem pri nizki-temperaturi. Obnovljen kalup lahko poveča izkoristek embalaže čipov z 92 % na 99,5 % in skrajša čas izpadov stroja zaradi puščanja hladilne tekočine.