Kā ar metāla 3D drukāšanu panākt sarežģītas dzesēšanas kanālu veidnes?

一, Tipisku dzesēšanas kanālu ierobežojumi: efektivitātes un kvalitātes dubultie ierobežojumi
Šķērsurbšanas tehnoloģija tiek izmantota klasisko veidņu dzesēšanas kanālu izgatavošanai, un projektēšanas kritērijus ierobežo apstrādes ceļa taisnums. Piemēram, automašīnas bufera veidnes atdalīšanas virsma ir jāizurbj, lai nodrošinātu vietu dzesēšanas ūdens ķēdei. Tomēr ir grūti saglabāt vienādu attālumu starp ūdens kontūru un veidnes dobuma virsmu, kas rada lielas dzesēšanas veiktspējas atšķirības. Saskaņā ar nozares datiem tipiskās veidnes atdzesē tikai 30% līdz 50% laika, kas tām vajadzētu būt, un dzesēšana var aizņemt līdz 70% laika, kas nepieciešams veidnes izgatavošanai. Aptuveni 40% no produkta lūžņu daudzuma tieši izraisa nevienmērīga dzesēšana.
Tāpat sarežģītu veidņu izgatavošana ir saistīta ar bloku apstrādi un savienošanu, kas ne tikai palielina iespēju, ka montāžas laikā tiks pieļautas kļūdas, bet arī saīsina veidnes kalpošanas laiku. Piemēram, automašīnas daļas veidni bija daudz jālabo, jo dzesēšanas ūdens ķēde pastāvīgi tika bloķēta. Tā uzturēšana izmaksāja vairāk nekā 2 miljonus juaņu gadā. Šīs problēmas parāda, ka parastā apdare ne vienmēr ir labākais veids, kā izgatavot augstākās klases veidnes.
2, Liels solis uz priekšu metāla 3D drukas tehnoloģijā: Metāla 3D drukāšana ļauj "brīvi projektēt" un "integrēt formēt" dzesēšanas kanālus, izmantojot tādas metodes kā selektīva lāzerkausēšana (SLM) un elektronu staru kausēšana (EBM). Šīs trīs lietas parāda tās galvenās priekšrocības:
1. Ģeometriskās brīvības pakāpes: neregulāra upe, kas atbilst pelējuma dobumam
Konformālais dzesēšanas kanāla dizains atbilst standarta urbšanas ģeometriskajām robežām un var mainīt ūdens straumi, lai tas atbilstu veidnes dobuma virsmas izliekumam. Piemēram, Zhongrui Technology konformālajiem dzesēšanas ieliktņiem sadzīves tehnikas veidnēm tiek izmantota simulācijas programmatūra, lai saglabātu attālumu starp dzesēšanas ūdens ceļu un veidnes dobuma virsmu 2 mm robežās. Tas samazina iesmidzināšanas formēšanas ciklu par 35% un produkta deformācijas ātrumu par 60%. Izmantojot 3D drukāšanu, Diamond Tool Company Amerikas Savienotajās Valstīs mainīja dzesēšanas ūdens kanāla diametru no 11,11 mm uz 8 mm, vienlaikus saglabājot to pašu šķērsgriezuma laukumu. Tas padarīja dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrumu un siltuma apmaiņas efektivitāti vienādu.
2. Topoloģijas optimizācija: padarot lietas vieglākas un apvienojot funkcijas
Metāla 3D drukāšana var radīt vieglus dizainus, piemēram, režģu struktūras, kurās tiek izmantots mazāk materiālu, taču tās ir izturīgas. Piemēram, Platinum dobais režģa dzesēšanas kanāls lidmašīnu dzinēju lāpstiņu veidnēm samazina svaru par 40% un uzlabo dzesēšanas efektivitāti līdz 2,3 reizēm, salīdzinot ar standarta konstrukcijām. Turklāt 3D drukāšana var vienlaikus izgatavot tādas detaļas kā karstas sprauslas un izolācijas mezoni, kas samazina kļūdas montāžas laikā. Ja uzņēmums izmanto 3D drukāšanu, lai samazinātu karsto sprauslu daļu skaitu no 12 uz 3, laiks, kas nepieciešams to salikšanai, tiek samazināts par 80%, un atstarpes problēma, kas rodas, kad lietas izplešas un saraujas ar karstumu, ir pilnībā atrisināta.
3. Materiālu jauninājumi: kā augstas veiktspējas sakausējumus var izmantot dažādos veidos
Metāla 3D drukāšanai var izmantot plašu materiālu klāstu, tostarp veidņu tēraudu (piemēram, 18Ni300 un H13), augstas temperatūras sakausējumus (piemēram, Inconel 718), alumīnija sakausējumus (piemēram, AlSi10Mg) un citus, lai apmierinātu dažādu darba apstākļu vajadzības. Piemēram, Jiangsu Weilari 18Ni300 pulvera skābekļa līmenis ir mazāks par 0,03%, apdrukātās daļas blīvums ir lielāks par 99,5%, un kalpošanas laiks ir vairāk nekā divas reizes ilgāks par tipiskām veidnēm. Jaunu enerģijas transportlīdzekļu jomā viens uzņēmums izmanto 3D drukāšanu, lai izgatavotu alumīnija sakausējuma motora apvalkus ar spirālveida dzesēšanas kanāliem. Tas samazina svaru par 50% un palielina siltuma izkliedes efektivitāti par 30%.
3. Rūpnieciskā izmantošana: no augstākās kvalitātes-ražošanas līdz plašai lietošanai
Konformālās dzesēšanas veidnes metāla 3D drukāšanai ir izmantotas visā pasaulē, un tām ir bijusi liela ietekme uz ekonomiku un produktu kvalitāti.
1. Iesmidzināšanas veidnes: dubults kvalitātes un efektivitātes uzlabojums
Automašīnas drošības sprādzes veidne, ko izmanto Shantou Ruixiang Mold, ir iespiesta ar Huashu augsto tehnoloģiju FS271M aprīkojumu. Tas samazina dzesēšanas laiku no 25 sekundēm līdz 13 sekundēm, viena gabala ražošanas ciklu no 43,6 sekundēm līdz 31,6 sekundēm un palielina efektivitāti par 27,5%. Arī veidņu ieliktņu dzesēšanas efektivitāte ir palielinājusies no 15% līdz 22%, un produktu sertifikācijas līmenis tagad ir 99,2%. Uzņēmums Audi Germany ir samazinājis laiku, kas nepieciešams alumīnija sakausējuma dzinēju kronšteinu izgatavošanai, un par 25% samazinājis enerģijas daudzumu, ko tas patērē, izmantojot 3D drukāšanu, lai izgatavotu presformu ieliktņus.
2. Liešanas veidnes: jauni veiktspējas līmeņi ļoti karstās situācijās
Magnija sakausējuma presformas -liešanas nozarē viens uzņēmums izgatavo veidņu serdes no 3D drukātā veidņu tērauda (CX). Veidņu kalpošanas laiks ir pieaudzis no 80 000 reižu līdz 150 000 reižu, un katra gabala izmaksas ir samazinājušās par 40%. 3Ddrukājot arī veidnes, var ātri veikt izmaiņas. Drukājot testa veidnes, uzņēmums, kas ražo plaša patēriņa elektronikas preces, saīsina laiku, kas nepieciešams jaunu izstrādājumu izgatavošanai, no sešiem mēnešiem līdz diviem mēnešiem.
3. Īpašas situācijas: pielāgoti risinājumi ļoti skarbiem apstākļiem
Indijas komanda Octane Racing izmanto EOS M290-2 FLX aprīkojumu, lai apdrukātu riteņu motora korpusu. Šim korpusam ir spirālveida dzesēšanas kanāls, un tas sver tikai 1,3 kg, kas ir par 50% mazāk nekā tradicionālie dizaini. Tas atbilst arī siltuma izkliedes prasībām augstā 600 grādu temperatūrā. Medicīnas nozarē noteikts uzņēmums ir palielinājis dzesēšanas vienmērīgumu līdz 98%, drukājot titāna sakausējuma ortopēdisko implantu veidnes 3D. Tas novērš plaisas, kas var rasties, veidnes karsējot tradicionālā veidā.