Какие материалы для 3D-печати металлом обычно используются для изготовления пресс-форм?

1. Штамповая сталь: залог высокой твердости и износостойкости.
Пресс-форма — основной материал, используемый при 3D-печати металлом для изготовления форм. Он очень прочный, устойчивый к износу и коррозии, что делает его лучшим выбором для таких процедур горячей штамповки, как-литье под давлением и литье под давлением. Используя пресс-форму и технологию 3D-печати, можно создавать сложные конструкции, которые трудно изготовить традиционными методами, такие как:
В специальной форме бампера транспортного средства используется спиральный гибкий водяной канал, изготовленный из стали, напечатанной на 3D-принтере. Это снижает разницу температур между сердцевиной и поверхностью с 45 до 8 градусов, сокращает время охлаждения на 30% и снижает степень коробления продукта с 8% до 0,5%.
Легкая форма: форма для бытовой электроники стала легче на 42%, но при этом осталась прочной. Это было достигнуто за счет оптимизации формы формы. В то же время теперь имеется больше места для контура охлаждающей воды, а цикл литья под давлением сокращен на 25%.
Интегрированное производство горячих сопел. Термическое расширение и сжатие могут легко вызвать зазоры и трещины в традиционных горячих соплах, поскольку они состоят из множества секций.. 3Сталь D-печатной формы может улучшить работу формования с горячими соплами в целом, сократить количество ошибок при сборке и сделать качество изделий, отлитых под давлением, более стабильным.
2. Титановый сплав: двойной прогресс в плане легкости и устойчивости к коррозии.
Поскольку титановые сплавы прочные, легкие и устойчивы к коррозии, они очень полезны при изготовлении высокотехнологичных-форм. Некоторые из наиболее распространенных вариантов его использования:
Пресс-форма для аэрокосмической отрасли. Пресс-форма для лопасти авиационного двигателя состоит из напечатанного на 3D-принтере-титанового сплава, который имеет решетчатую структуру, что делает ее легкой и прочной, а также более устойчивой к высоким температурам до 600 градусов.
Формы для медицинских имплантатов. Титановый сплав является отличным материалом для форм для ортопедических имплантатов, поскольку он биосовместим. Персонализированная форма тазобедренного сустава, изготовленная с помощью 3D-печати, имеет пористую структуру, которая помогает костям срастаться и сокращает время восстановления пациента на 40%.
Оптимизация сложного канала потока: в новой форме для аккумуляторной батареи электромобиля используется технология 3D-печати из титанового сплава. Внутри сердечника формы предусмотрены каналы поперечного потока, позволяющие повысить эффективность потока охлаждающей жидкости на 50 % и однородность температуры аккумуляторной батареи на 20 %.
3. Алюминиевый сплав: хорошее сочетание легкости и теплопроводности.
Алюминиевый сплав — лучший материал для изготовления форм, поскольку он легкий, хорошо проводит тепло и может быть переработан. Он обеспечивает хороший баланс между стоимостью и эффективностью. Его можно использовать в следующих ситуациях:
Пресс-форма для автомобильных компонентов. Пресс-форма для головки блока цилиндров конкретного двигателя состоит из алюминиевого сплава, напечатанного на 3D-принтере. Биомиметическая решетчатая структура делает его на 28% легче. В то же время высокая теплопроводность алюминиевого сплава позволяет сократить время охлаждения на 15% и стоимость изготовления одной детали на 18%.
Пресс-форма для электронных потребительских товаров: пресс-форма центральной рамы для определенного смартфона изготовлена ​​с помощью 3D-печати из алюминиевого сплава и имеет стенки толщиной всего 0,3 мм. Цикл литья под давлением сокращается с 45 секунд до 32 секунд, а выход продукта возрастает до 99,2% в сочетании с гибким водным путем.
Проверка быстрой итерации: алюминиевый сплав — отличный материал для изготовления прототипов пресс-форм, поскольку он дешев. Компания, производящая бытовую технику, использовала 3D-формы из алюминиевого сплава для тестирования своей продукции. Это сократило время изготовления изделия с 8 недель до 3 недель, а стоимость изменения конструкции — на 70%.
4. Сплавы на основе никеля-: гарантия работоспособности в суровых условиях.
Сплавы на основе никеля- играют важную роль в производстве форм, способных выдерживать высокие температуры и давления, поскольку они устойчивы к окислению и коррозии. Его обычно используют для:
Форма для авиационного двигателя. Специальная форма для лопаток турбины изготовлена ​​из сплава на основе никеля-, который выдерживает температуру до 1200 градусов и давление до 100 МПа. Она служит в три раза дольше, чем обычные формы, а ее вес снижен на 22% благодаря топологической оптимизации.
Форма главного насоса атомной энергетики. Сплавы на основе никеля- являются основным материалом для форм оборудования атомной энергетики, поскольку они устойчивы к радиации. С помощью 3D-печати была изготовлена ​​форма рабочего колеса главного насоса атомной электростанции со сложными проточными каналами. Это сделало охлаждение на 40 % более эффективным, сохраняя при этом потребности в уплотнении в очень суровых условиях.
В специальной пресс-форме реакционного котла используется технология 3D-печати из сплава-на основе никеля, что позволяет сохранить ее структуру стабильной в агрессивных условиях. Цикл технического обслуживания был увеличен с каждых трех месяцев до каждых восемнадцати месяцев, а общая стоимость жизненного цикла снизилась на 65%.
5. Медный сплав: максимальное использование теплопроводности
Медные сплавы отлично подходят для изготовления форм, которым необходимо быстро передавать тепло, поскольку они хорошо проводят тепло и электричество. Некоторые из мест, где его можно использовать:
Форма для упаковки полупроводников изготовлена ​​из медного сплава, напечатанного на 3D-принтере. Эффективность охлаждения повышается на 80 % за счет конструкции каналов микрометрического-уровня. Это сокращает цикл упаковки с 12 секунд до 5 секунд и увеличивает производственную мощность одной-линии на 140 %.
Медный сплав обладает высокой теплопроводностью, что означает, что он может быстро распространять сварочное тепло и предохранять заготовку от деформации. Благодаря 3D-печати проточных каналов из медного сплава сварочной формы для модуля аккумуляторной батареи нового энергетического автомобиля процент сварки увеличился с 92% до 98,5%.
Форма для микротеплообменника. В форме модуля рассеивания тепла для определенной базовой станции 5G используется технология 3D-печати из медного сплава, позволяющая создать абсолютно правильную конструкцию с толщиной стенок 0,1 мм и диаметром канала 0,3 мм. Эффективность отвода тепла в три раза выше, чем у типовых конструкций.