Kā izmantot metāla 3D drukāšanu pres{1}}liešanas veidnēs?

一, Metāla 3D drukāšanas tehnoloģijas galvenās priekšrocības, kas padara iespējamu presformu-liešanu
1. Jūs varat bez maksas projektēt sarežģītas ēkas, kas pārsniedz tradicionālās amatniecības iespējas.
Dzesēšanas ūdens kanāls klasiskajās pres{0}}liešanas veidnēs ir izgatavots ar mehānisku apstrādi, kas apgrūtina sarežģītu virsmu vai dziļu padziļinājumu vienmērīgu izkārtojumu. Tas var izraisīt tādas problēmas kā lokāla pārkaršana un pelējuma plaisāšana no termiskā noguruma. Metāla 3D drukāšana var izveidot atbilstošus dzesēšanas kanālus, sakraujot materiālus vienu virs otra. Tas ļauj dzesēšanas šķidrumam tieši ietekmēt augstas{5}}temperatūras vietas un uzlabot temperatūras sadalījumu uz veidnes virsmas. Piemēram, Platinum Technology izmanto BLT-18Ni300 materiālu, lai izgatavotu veidnes alumīnija sakausējumu liešanai spiedienā. Optimizējot iekšējo plūsmas kanālu konstrukciju, dzesēšanas efektivitāte palielinās par vairāk nekā 30%, veidņu kalpošanas laiks tiek dubultots, salīdzinot ar iepriekšējām metodēm, un produkta iznākuma līmenis palielinās no 85% līdz 99%.
2. Lai samazinātu kopējos izdevumus, atrodiet līdzsvaru starp vieglo svaru un konstrukcijas izturību.
Tradicionālajā veidņu ražošanā tiek izmantots daudz metāla griešanas, bet tiek izmantoti tikai aptuveni 30% no materiāla. Smagā veidņu konstrukcija arī padara to dārgāku pārvietošanu un apkopi. Topoloģijas optimizācijas tehnoloģija tiek izmantota metāla 3D drukāšanā, lai atbrīvotos no nevajadzīgiem materiāliem un atrastu labāko līdzsvaru starp svaru un konstrukcijas izturību. Platinum Lite parādītā alumīnija sakausējuma pres{5}lējuma veidne sver tikai 27 kg, kas ir par 40% vieglāka nekā parastās veidnes. Tas ir arī pietiekami izturīgs, lai strādātu augstā temperatūrā un augstā spiedienā. Turklāt 3D drukāšanas integrētā liešanas tehnoloģija samazina saliekamo detaļu skaitu, aptur termiskās izplešanās un saraušanās izmaiņas, kas notiek, kad detaļas tiek savienotas kopā, un padara veidni vēl stabilāku.
3. Ātras iterācijas un elastīga ražošana, lai paātrinātu izstrādes ciklu
Veidņu izgatavošana vecmodīgā-veidā prasa ilgu laiku un daudz darbību, piemēram, to projektēšanu, griešanu, metināšanu un salikšanu. Daudz maksā arī dizaina maiņa. Metāla 3D druka tieši virza ražošanu, izmantojot digitālos modeļus, kas ļauj viegli ātri izgatavot prototipus un laika gaitā veikt uzlabojumus. Piemēram, uzņēmums Broadcom Precision izmanto Huashu High Tech FS273M sērijas aprīkojumu, lai piedāvātu pilnus procesu pakalpojumus jaunu enerģijas transportlīdzekļu akumulatoru korpusu presformu -liešanai. Tas samazina izstrādes ciklu no 45 dienām tradicionālajos procesos līdz 7 dienām, samazina katras daļas izmaksas par 60% un veiksmīgi sasniedz liela mēroga{11}}pielietojumu ar 100 000 komplektu gada izlaidi.
2. Ievērojams tehnoloģiskais sasniegums metāla 3D drukāšanā presformu -liešanas veidnēm
1. Jauni materiāli: padarot siltuma pretestību un siltumvadītspēju labāk kopā
Liešanas veidnēm ir jāiztur šķidrā alumīnija ietekme paaugstinātā temperatūrā virs 600 grādiem, tādēļ ir nepieciešami stingri kritēriji materiāla termiskajai plaisāšanai, nodilumizturībai un siltumvadītspējai. Metāla 3D drukāšanā tagad var stabili izmantot H13 instrumentu tēraudu, MS1 martensīta tēraudu, vara sakausējumus un citus materiālus. Tas ir arī spējis uzlabot veiktspēju, izmantojot pēc{6}}pēcapstrādes stiprināšanas tehnoloģiju. Piemēram, uzņēmums izgatavoja vara-kompozītmateriālu, kura cietība ir 52 HRC un siltumvadītspēja 120 W/(m · K) pēc apstrādes ar lāzera slāpēšanu. Tas atbilst lidmašīnu dzinēju lāpstiņu liešanas veidņu-ilgtermiņa vajadzībām.
2. Procesu optimizācija: darbs ar vairākiem lāzeriem un vieda parametru kontrole
Drukas iekārtu ražotāji vienmēr atrod veidus, kā pārvarēt tehnoloģiskos šķēršļus, lai drukāšana būtu ātrāka un precīzāka. Platinum BLT-S450 var veikt kopīgu drukāšanu ar astoņiem lāzeriem, un tā formēšanas izmērs ir 450 mm × 450 mm × 500 mm. Drukāšanas ātrums ir par 300% ātrāks nekā vienas lāzera ierīces. Inteliģenta parametru vadības sistēma var automātiski mainīt lāzera jaudu, skenēšanas ātrumu un citus iestatījumus, pamatojoties uz materiāla īpašībām, lai pārliecinātos, ka virsmas kvalitāte un starpslāņu savienojuma izturība ir augsta. Piemēram, izgatavojot liešanas veidnes noteikta veida automašīnas dzinēja cilindru blokam, BLT-S450 iekārta nepārtraukti darbojas 7 × 24 stundas, saīsinot vienas veidnes drukāšanai nepieciešamo laiku no 72 stundām uz 24 stundām un saglabājot izmēru precizitāti ± 0,05 mm robežās.
3. Stiprināšana pēc apstrādes: uzlabo gan virsmas veiktspēju, gan noguruma kalpošanas laiku
Metāla 3D drukāto detaļu virsmas raupjums (Ra ir lielāks vai vienāds ar 6,3 μm) un iekšējais atlikušais spriegums var ietekmēt veidnes darbību, tāpēc tās ir jāuzlabo, izmantojot pēcapstrādes metodes. Šobrīd populārākās tehnoloģijas ir:
Termiskā apstrāde: Atkvēlināšana atbrīvo no iekšējās spriedzes un padara materiālu stiprāku;
Smilšu strūkla un pulēšana: lai samazinātu alumīnija pielipšanas iespēju, padariet virsmu mazāk raupju, pazeminot Ra līdz 0,8 μm vai zemāk.
Lāzera apšuvums: Uzklājiet uz veidnes virsmas pārklājumu, kas ir izturīgs pret nodilumu, lai tā kalpotu ilgāk.
Piemēram, kāds konkrēts uzņēmums izstrādāja saliktu pēc-apstrādes procedūru jaunu enerģijas transportlīdzekļu motoru apvalku presformas-liešanai, kas ir palielinājusi veidņu kalpošanas laiku no 30 000 reižu līdz 120 000 reižu un samazinājusi izmaksas par vienu gabalu par 75%.
3. Piemēri, kā nozare darbojas un kā tā var pelnīt naudu
1. Jaunu enerģijas transportlīdzekļu jomā — akumulatoru bloku korpusu liešanas veidnes-
Labākais uzņēmums, kas ražo jaunus enerģijas transportlīdzekļus, izmanto metāla 3D drukāšanu, lai izgatavotu spiedformas akumulatoru bloku korpusiem. Konformāla dzesēšanas ūdens kanāla konstrukcija paaugstina veidņu temperatūras vienmērīgumu no ± 15 grādiem līdz ± 3 grādiem, samazina cikla laiku par 35% un pagarina vienas veidnes kalpošanas laiku līdz vairāk nekā 80 000 reižu, kas ir par 40% ilgāks nekā tipiskām H13 tērauda veidnēm. Turklāt 3D drukas vieglā struktūra padara veidnes par 50% vieglākas, apstrādi par 60% efektīvāku un samazina izdevumus par 45%.
2. Aviācijas un kosmosa jomā ir dzinēja turbīnas disku kalšanas matrica.
Lai izgatavotu turbīnu disku kalšanas presformas noteikta veida gaisa kuģa dzinējiem, tradicionālās metodes ir jāsametina un jāsaliek kopā 100 atsevišķas detaļas, kuru piegāde var ilgt līdz 11 mēnešiem. Pēc Optisys DMLS tehnoloģijas izmantošanas veidne ir izgatavota vienā vienībā, kas samazina svaru par 95% un piegādes laiku līdz 2 mēnešiem. Veidnes stingrība ir palielināta par 25%, izmantojot topoloģijas optimizācijas dizainu, kas atbilst prasībām, strādājot augstā temperatūrā un spiedienā.
3. Patērētāju elektronikas pasaulē klēpjdatora apvalka presformas-liešana
Liels uzņēmums, kas ražo plaša patēriņa elektronikas preces, izmanto metāla 3D drukāšanu, lai izgatavotu spiedes -liešanas veidnes klēpjdatoru korpusiem. Konformālais dzesēšanas ūdens kanāls samazina izstrādājuma deformāciju no 0,5% līdz 0,15%, un iekšējās režģa konstrukcijas konstrukcija samazina svaru par 40%, vienlaikus saglabājot izturību. Veidne tiek izmantota plašā mērogā, gadā izgatavojot 500 000 komplektu. Viena komponenta izmaksas ir samazinājušās par 30%, salīdzinot ar vecākām metodēm.