Kāds ir metāla 3D drukas veidņu kalpošanas laiks?

1. Materiālu jauninājumi: jauni augstas stiprības sakausējumu lietojumi
Materiāla īpašības nosaka, cik ilgi veidne kalpos. Termiskā apstrāde un iekšējie defekti ierobežo tipisku veidņu tēraudu, piemēram, H13 un S136, noguruma kalpošanas laiku. No otras puses, metāla 3D drukas specializētie materiāli ir veikuši lielus veiktspējas uzlabojumus, mainot to sastāvu un procedūras.
Rūpniecībā tiek izmantots īpaši -augstas stiprības tērauds CX (Corrax) un 1.2709 (18Ni300): šo divu materiālu stiepes izturība ir 1700 MPa un 2000 MPa, savukārt tecēšanas robeža ir lielāka par 1600 MPa. Runājot par iesmidzināšanas veidnēm, CX kalpo tikpat ilgi kā S136 tērauds; ja runa ir par liešanas veidnēm, 1.2709 kalpo tikpat ilgi kā H13 tērauds. Piemēram, uzņēmums, kas ražo elektriskos transportlīdzekļus, izmanto 12709 materiālus, lai ražotu spiedformas akumulatoru bloku korpusiem. Izmantojot topoloģijas optimizācijas dizainu, veidnes svars tiek samazināts par 40%, un tās kalpošanas laiks ir gandrīz 80 000 reižu ilgāks, kas ir par 40% ilgāks nekā ar standarta metodēm.
Liels solis uz priekšu augstas -temperatūras sakausējumu izturībā: Optisys ražo vara sakausējuma sprauslu veidnes ļoti skarbiem apstākļiem, piemēram, turbīnu diskus lidmašīnu dzinējiem, izmantojot DMLS tehnoloģiju. Tas spēj izturēt triecienus temperatūrā līdz 3000 grādiem, un tā siltumvadītspēja ir 380 W/(m · K). Tā kalpošanas laiks ir trīs reizes ilgāks nekā parastajām kalšanas metodēm.
Speciālu materiālu izgatavošana pēc pasūtījuma
Al250C alumīnija sakausējums ilgst vairāk nekā 5000 stundas augstā 250 grādu temperatūrā, kas ir 50 reizes ilgāk nekā Scalmalloy alumīnija sakausējums. Tas ir daudz izmantots kosmosa konstrukciju komponentos, kur, lai ietaupītu naudu, ir aizstāti daži titāna sakausējuma komponenti.
Shanghai Yisu Laser ražots ESU{0}}H13 Mold Steel — jauns pulvermateriāls. Uzlabojot karbīdu izkliedēšanas veidu, pres-liešanas veidņu kalpošanas laiks ir samazinājies no 30 000 reižu tradicionālajās tehnikās līdz 60 000 reižu.
2. Procesa optimizācija: pilna ķēdes kontrole no projektēšanas līdz formēšanai
Ne tikai materiālu īpašības ietekmē veidnes kalpošanas laiku, bet arī pilnīga procesa kontrole no projektēšanas līdz formēšanai.
Novatorisks konformāla dzesēšanas ūdens kanāla dizains
Metāla 3D drukas slāņveida ražošanas funkcijas ļauj izveidot izsmalcinātus konformālus dzesēšanas kanālus veidnes iekšpusē. Tas padara veidnes temperatūru vienmērīgāku, sākot no ± 15 grādiem līdz ± 3 grādiem. Piemēram, uzņēmums Broadcom Precision globālam automašīnu uzņēmumam izgatavoja liešanas veidni dzinēja cilindra korpusam. Optimizējot dzesēšanas ūdens kanāla izvietojumu, izmantojot simulāciju, cikla laiks tika samazināts par 35%, produkta deformācijas ātrums samazinājās no 0,8% līdz 0,15%, ražas līmenis palielinājās līdz 99,5%, un veidņu kalpošanas laiks pārsniedza 100 000 reižu.
Potēšanas drukāšanas tehnoloģija tagad tiek izmantota nobriedušā veidā.
Potēšanas drukas tehnoloģija savieno 3D drukāto elementu ar pamatni, lai ātri un viegli izveidotu lielas veidnes. Pieredze rāda, ka potēšanas drukāšana un vispārējā apdruka nepalielina veidņu kalpošanas laiku, lai gan tā maksā par 60% mazāk. Piemēram, Huashu High Tech automātiskās potēšanas funkcijas izvietošanas precizitāte ir 0,05 mm, kas ievērojami paātrina ražošanu.
Vairāku{0}}lāzeru aprīkojuma precizitātes uzlabošana
Platinum BLT{0}}S450 izmanto četru lāzeru sinhronās skenēšanas tehnoloģiju, kas padara liešanas procesu par 300% efektīvāku. Dinamiskā pulvera izkliedēšanas tehnoloģija arī saglabā virsmas raupjumu līdz Ra mazākam vai vienādam ar 6,3 μm, kas samazina vēlāk nepieciešamo pulēšanas darbu apjomu un padara veidni ilgāku kalpošanas laiku.
3. Pēc-apstrādes tehnoloģija: labākais veids, kā pārliecināties par noguruma veiktspēju
Metāla 3D drukas veidņu ilgmūžību lielā mērā ietekmē iekšējie trūkumi, piemēram, porainība un saplūšanas trūkums. Pēc-apstrādes tehnika ievērojami palielina veidņu noguruma izturību, novēršot trūkumus un padarot tās sakārtotākas.
Karstās izostatiskās presēšanas (HIP) defektu novēršana
HIP tehnoloģija iegūst materiāla blīvumu tuvu 100%, izmantojot augstu temperatūru un augstu spiedienu, lai atbrīvotos no iekšējām porām un mikroplaisām. Piemēram, viens aviācijas uzņēmums izmantoja HIP-apstrādātas 3D drukātas turbīnu disku veidnes, kas nodrošināja to kalpošanas laiku par 200% ilgāk nekā neapstrādātiem paraugiem un par 95% ilgāk nekā parastajām kalšanas procedūrām.
Pareiza termiskās apstrādes procesa kontrole
Rūdīšana un rūdīšana: Jūs varat iegūt vislabāko cietības un stingrības līdzsvaru veidnē, regulējot sildīšanas temperatūru un dzesēšanas ātrumu. Piemēram, pēc rūdīšanas un rūdīšanas tērauda 1.2709 cietība ir 50-52HRC un triecienizturība CVN ir 7J, kas ir pietiekami izturīga spiedlešanas veidnēm.
Sprieguma samazināšanas rūdīšana: šī metode var noņemt iekšējo atlikušo spriegumu no lielām veidnēm un novērst to plaisāšanu lietošanas laikā. Piemēram, Huashu High Tech FS273M sērijas iekārtas ražotās veidnes pēc apstrādes ar atlaidināšanu maina formu ne vairāk kā par 0,05 mm.
Radoša tehnoloģiju izmantošana, lai padarītu virsmas stiprākas
Šāvienu stiprināšana: kad ātrgaitas{0}}lodes atsitas pret veidnes virsmu, tās rada spiedes slāņa slāni, kas padara to stiprāku pret nogurumu. Piemēram, noteiktas kalšanas formas kalpošanas laiks no 20 000 cikliem līdz 50 000 cikliem pēc apstrādes ar skrotis.
Ķīmiskā cietā hromēšana: veidnes virsmai pievienojiet cietā hroma slāni, kura biezums ir 0,02–0,05 mm. Tas padara to trīs reizes izturīgāku pret nodilumu un ir piemērots augsta-nodiluma situācijās.
4. Parastas lietošanas piemērs: nozares demonstrācija par izrāvienu mūža garumā
Automobiļu rūpniecība: Broadcom Precision lielais solis uz priekšu pres{0}}liešanas veidņu jomā
Uzņēmuma Broadcom Precision 3D drukāšanas integrētā presformas -liešanas veidņu ieliktnis kalpo vairāk nekā 50 000 ciklu, var izturēt 22 J triecienus, un tam ir 100% produkta ražīguma rādītājs. Vispasaules automašīnu uzņēmums ir izmantojis šo veidni, lai izgatavotu akumulatoru korpusus. Tas samazina katras vienības izmaksas par 75% un saīsināja piegādes laiku no 11 mēnešiem līdz 2 mēnešiem.
Aviācija: veidnes raķešu dzinējiem Relativitātes telpai
Relativity Space ražo 3D drukātas vara sakausējuma sprauslu veidnes ar EOS M400 aprīkojumu. Šīs veidnes novērš problēmu, ka vara sakausējumi ir pārāk atstarojoši, izmantojot zaļā lāzera tehnoloģiju. Dzīves ilgums atbilst SpaceX Starship projekta prasībai par vienu vienību katru nedēļu, un katra palaišanas izmaksas samazinās par 30%.
Xiaomi Technology precīza veidņu optimizācija plaša patēriņa elektronikai
Xiaomi Technology un Yisu Laser sadarbojas, lai no ESU-H13 materiāla izgatavotu liešanas veidnes mobilo tālruņu rāmjiem. Veidne kalpo 120 000 reižu ilgāk nekā tradicionālās metodes, jo AI sistēma optimizē dzesēšanas ūdens kanāla struktūru. Tas ļauj Xiaomi katru gadu piegādāt vairāk nekā 50 miljonus 14 sērijas vienību.
5. Tendences un problēmas nozarē
Technology Fusion Trend AI{0}}D drukāšana: Siemens NX programmatūra izmanto AI algoritmus, lai automātiski izveidotu vislabāko dzesēšanas ūdens kanālu izkārtojumu. Tas samazina projektēšanas ciklu no 72 stundām līdz 8 stundām.
Piedeva un piedevu kompozīts: DMG MORI LASERTEC 65 3D hibrīda iekārta apvieno "drukāšanu" un "frēzēšanu" ar virsmas raupjumu, kas ir mazāks par 0,8 μm vai vienāds ar to.
Sašaurinājums liela mēroga{0}}izmantošanai
Materiālu izmaksas: 316L nerūsējošā tērauda pulveris joprojām maksā pat 500 USD par kilogramu, kas ir 5 līdz 8 reizes vairāk nekā citi kalšanas materiāli.
Standarta trūkums: ISO/ASTM 52900 standarts aptver tikai 30% veidņu lietojumu, un testēšanas prasības veidnēm ar sarežģītām struktūrām ir jāatjaunina nekavējoties.
Talantu trūkums: globālajai veidņu nozarei ir vajadzīgi vēl 120 000 3D drukas inženieru, un ir nepieciešami 3–5 gadi, lai apmācītu jaunus saliktos talantus.