Каков основной принцип металлической 3D -печати в производстве плесени?

1. Технический принцип: превращение цифровых моделей в металлические объекты
Основной идеей металлической 3D -печати является «цифровое многослойное плавление и укладку». Основные процессы в процессе включают обработку модели, распространение порошка, плавление энергии и соединение межслойного. Например, популярная технология лазерного избирательного плавления (SLM):
Вырезать 3D -модели и проектирование путей
После использования программного обеспечения CAD для создания 3D -модели формы его необходимо перенести в программное обеспечение для нарезки для обработки слоя, чтобы сделать 2D Cross - раздельные данные толщиной от 20 до 50 микрон. В алгоритме планирования маршрута используется профиль секции Cross - для создания путей лазерного сканирования и корректирует скорость перекрытия пула расплава, чтобы избежать накопления напряжений между слоями. Например, при создании подпредьих форм с конформными каналами охлаждения алгоритм тщательно управлял порядок, в котором спиральный канал сканируется, чтобы убедиться, что охлаждающая жидкость течет плавно.
Таяние порошковой кровати и наращивание слоев
Устройство помещает покрытие металлического порошка (такой титановый сплав, алюминиевый сплав или плесень) в камеру литья. Затем лазерный луч плавит порошок вдоль установленной дорожки, чтобы сделать бассейн с расплавленным металлом. После того, как бассейн расплава остывает и быстро затвердевает, платформа формирования снижается на одну толщину слоя. Цикл распределения порошка, таяния и затвердевания его продолжается до тех пор, пока не будет сделано металлическая форма с плотностью 99,9%. Этот метод не нуждается в форме или приспособлениях, и он может напрямую создавать сложные структуры внутренней полости, например, Die - литье с поднятыми ребрами.
Совместное управление в области мульти -мульти - физики
Во время процесса печати характеристики, включая температуру пула расплава, количество кислорода в воздухе и потоковиемость порошка, должны контролироваться в режиме реального времени. Например, закрытая система управления петлей Юнььяо Шенвей использует инфракрасный теплово -воображение для захвата формы расплавленного пула, динамически изменяет мощность лазера (200–1000 Вт) и скорость сканирования (500–2000 мм/с) и предотвращает деформационную деформацию, индуцируемую термическим напряжением. Некоторые фирмы используют технологию зеленого лазера для повышения эффективности энергетической связи и исправления частичных недостатков слияния в материалах, которые отражают много света, таких как медь.
2. Технологическое преимущество: решение трех самых больших проблем с традиционным изготовлением плесени
Изменив способ, способ, продуманные, металлическая 3D -печать добавляет три новых значения в отрасль плесени:
Огромное улучшение свободы дизайна
«Линейная обработка» природа бурения, фрезерования и других процедур затрудняет создание форм традиционным способом. Каналы охлаждения часто производятся в виде прямых линий или простых полилиний. Это означает, что формованные детали впрыска не охлаждают равномерно (дифференциал температуры может быть более 30 градусов) {{3} D Printing может создавать конформные каналы охлаждения, которые могут быть спроектированы как спиральные, дендритные или биомиметические вены листьев, чтобы соответствовать геометрии камеры плесени. Audi использовала этот метод, чтобы сделать Die - формы отливки прохладными на 40% быстрее, сократить цикл литья под давлением на 35% и снизить скорость лома с 8% до 1,2%.
Вдвое быстрее и вдвое дешевле, чтобы сделать
Например, форма впрыска автомобильного бампера: требуется 6 недель для традиционной обработки с ЧПУ, чтобы сделать электрод, выполнять электрическую обработку разряда и другие шаги. Это займет всего 72 часа для 3D -печати, а уровень использования материалов вырос с 25% до 95%. Для малых партий пользовательских форм, таких случаев для медицинского оборудования, 3D -печать стоит на 60% меньше на часть, чем традиционные методы. Это делает его идеальным для стадий проверки прототипа и пробного производства.
Оптимизация производительности материалов и конструкций
Быстрое затвердевание 3D Printing (скорость охлаждения до 10 ^ 6 градусов /с) может создать тонкую зерновую структуру, которая делает плесень намного более сложной и устойчивой к износу. Например, H13 плесень стали, изготовленная с помощью технологии SLM, имеет срок службы тепловой усталости, который в 2,3 раза больше, чем у кованых деталей. Это делает его хорошим для Die - ситуаций литья с тяжелыми нагрузками. Кроме того, техника градиентного материала может поставить высокую - покровители твердости (такая WC CO) на поверхность формы, сохраняя при этом ядро ​​жестким, что означает «один материал для множественного использования».
3. Общие варианты использования включают конформное охлаждение и функциональную интеграцию.
Металлическая 3D -печать оказала большое влияние на многие области изготовления плесени, создавая уникальные решения:
Инъекционная форма: большое использование канала конформной охлаждающей воды
В больших формах оболочки домашнего прибора 3D - Печатные водные пути могут сократить время охлаждения от 45 секунд до 28 секунд и избавиться от недостатков сварки. Компания произвела биомиметический канал для форм кондиционирования воздуха, который имеет поверхностную плоскостность 0,02 мм, что на том же уровне, что и зеркало.
Форма для литья: дизайн со сложной камерой и легким весом
Чтобы сделать сложные внутренние полости, используя традиционные матрицы - литья, вы должны собрать несколько разделов. Используя 3D -печать, вы можете делать формы с отверстиями, которые пересекают друг друга и тонкие - ребра с стеной одновременно. Например, новая аккумуляторная батарея для автомобиля Die - Casting Flom использует конструкцию оптимизации топологии для снижения веса на 42%. Срок службы плесени также продлевается от 50 000 раз до 120 000 раз с 3D -печатными каналами.
Резиновая шина: изготовление блоков с узором с большой точностью
В прошлом было трудно сделать шаблоны шин с точностью уровня микрометра-, например, канал дренажного канала дождевой шины, который был всего 1,5 мм в ширину. Используя High - Precision Laser Control, 3D -печать может привести к непосредственному блокам, что позволяет избежать деформации рисунка, которая может произойти при обработке электрического разряда. Точность повторного шаблона позиционирования гоночной шины F1, изготовленной определенной компанией, составляет ± 0,01 мм, что требует Международной федерации автомобилей.
4. Тенденции отрасли: от прорывов в технологии до изменений в окружающей среде
Металлическая 3D -печать меняется в индустрии плесени от «замены единой точки» до «системных инноваций»:
Большой шаг вперед в Multi - Технология печати материала
Прямо сейчас печать композитных материалов, таких как медный алюминий и стальная керамика, все еще является проблемой в бизнесе. Тем не менее, новые технологии, такие как зеленое лазерное и многомочное сотрудничество, сделали некоторые материалы совместимыми друг с другом. Например, компания разработала методику биметаллической печати медной стали, которая использует интерфейсную металлургическую связь, чтобы найти компромисс между теплопроводностью и прочностью. Этот подход хорош для форм для жидкости - охлажденных радиаторов.
Режим аддитивного композитного производства
Метод гибридного производства, который сочетает в себе точную обработку ЧПУ, уже распространен. Например, конформный водный путь производится сначала с использованием 3D -печати, а затем полость улучшается с использованием обрабатывающего центра Five -. Это использует преимущества конструктивных преимуществ 3D ​​-печати и гарантирует, что качество поверхности плесени хорошее (RA меньше или равное 0,8 мкм).
Создание интеллектуальной и единой системы
Компании в США работают над созданием стандартов для металлических 3D -печатных форм. Эти стандарты включают качества порошка (сферичность, превышающую или равную 90%, содержание кислорода <0,05%), способность находить дефекты (пористость КТ меньше или равна 0,5%) и критерии для после - лечения (отклонение твердости термообработки ± 1hRC). Алгоритмы ИИ также использовались для улучшения пути печати одновременно. Благодаря машинному интеллекту, одна платформа сделала вспомогательные конструкции более легкими и печатать на 25% более эффективной.