Как использовать 3D-печать металлом в формах для литья под давлением-?

一, Основные преимущества технологии 3D-печати металлом, которая делает возможным изготовление-форм для литья под давлением.
1. Вы можете бесплатно проектировать сложные здания, что выходит за рамки традиционных ремесел.
Канал охлаждающей воды в классических-формах для литья под давлением изготавливается путем механической обработки, что затрудняет получение равномерного расположения сложных поверхностей или глубоких выемок. Это может вызвать такие проблемы, как локальный перегрев и термическое усталостное растрескивание формы. 3D-печать металлом позволяет создавать конформные каналы охлаждения, складывая материалы друг на друга. Это позволяет охлаждающей жидкости напрямую воздействовать на места с высокой-температурой и улучшать распределение температуры на поверхности формы. Platinum Technology, например, использует материал BLT-18Ni300 для изготовления форм для литья под давлением алюминиевых сплавов. За счет оптимизации конструкции внутренних каналов эффективность охлаждения повышается более чем на 30%, срок службы формы увеличивается вдвое по сравнению с предыдущими методами, а выход продукта увеличивается с 85% до 99%.
2. Чтобы снизить общие затраты, найдите баланс между легким весом и прочностью конструкции.
Традиционное изготовление форм требует большого количества резки металла, но используется только около 30% материала. Тяжелая конструкция пресс-формы также делает ее перемещение и обслуживание более дорогими. Технология оптимизации топологии используется в 3D-печати металлом, чтобы избавиться от ненужных материалов и найти лучший баланс между весом и прочностью конструкции. Форма для литья под давлением из алюминиевого сплава-, представленная Platinum Lite, весит всего 27 кг, что на 40 % легче обычных форм. Он также достаточно прочен, чтобы работать при высоких температурах и высоком давлении. Кроме того, интегрированная технология 3D-печати сокращает количество деталей, которые необходимо собрать вместе, предотвращает изменения теплового расширения и сжатия, которые происходят при соединении деталей, и делает форму еще более стабильной.
3. Быстрые итерации и гибкое производство для ускорения цикла разработки.
Изготовление форм-старомодным способом занимает много времени и требует большого количества шагов, таких как проектирование, резка, сварка и сборка. Изменение дизайна также стоит больших денег. 3D-печать металлом напрямую стимулирует производство с использованием цифровых моделей, что позволяет легко создавать прототипы и вносить улучшения с течением времени. Например, компания Broadcom Precision использует оборудование серии Huashu High Tech FS273M, чтобы предложить полный комплекс услуг по изготовлению-форм для литья под давлением корпусов аккумуляторных батарей для транспортных средств, работающих на новых источниках энергии. Это сокращает цикл разработки с 45 дней при традиционных процессах до 7 дней, снижает стоимость каждой детали на 60 % и позволяет успешно-применять в крупных масштабах с годовым выпуском 100 000 комплектов.
2. Крупный технологический прогресс в области 3D-печати металлом для-форм для литья под давлением.
1. Новые материалы: улучшение совместной работы термостойкости и теплопроводности.
Формы для литья под давлением должны выдерживать воздействие жидкого алюминия при температуре выше 600 градусов, что требует строгих критериев устойчивости материала к термическому растрескиванию, износостойкости и теплопроводности. При 3D-печати металлом теперь можно стабильно использовать инструментальную сталь H13, мартенситную сталь MS1, медные сплавы и другие материалы. Ему также удалось повысить производительность за счет технологии усиления пост-обработки. Например, компания создала композитный материал на основе меди-, который после обработки лазерной закалкой имеет твердость 52HRC и теплопроводность 120 Вт/(м·К). Это отвечает требованиям долгосрочного-использования-форм для литья под давлением лопаток авиационных двигателей.
2. Оптимизация процесса: работа с несколькими лазерами и интеллектуальный контроль параметров.
Производители печатного оборудования всегда находят способы преодолеть технологические препятствия, чтобы сделать печать более быстрой и точной. Platinum BLT-S450 может выполнять совместную печать с помощью восьми лазеров и имеет размеры формования 450 × 450 × 500 мм. Скорость печати на 300% выше, чем у одиночных лазерных устройств. Интеллектуальная система управления параметрами может автоматически изменять мощность лазера, скорость сканирования и другие настройки в зависимости от свойств материала, чтобы обеспечить высокое качество поверхности и прочность межслойного соединения. Например, при изготовлении форм для-литья под давлением определенного типа блока цилиндров автомобильного двигателя оборудование BLT-S450 работает непрерывно в течение 7 × 24 часов, сокращая время, необходимое для печати одной формы, с 72 часов до 24 часов и сохраняя точность размеров в пределах ± 0,05 мм.
3. Укрепление после обработки: улучшение характеристик поверхности и усталостной долговечности.
Шероховатость поверхности (Ra больше или равна 6,3 мкм) и внутренние остаточные напряжения металлических деталей, напечатанных на 3D-принтере, могут повлиять на качество работы формы, поэтому их необходимо улучшить с помощью методов последующей-обработки. Наиболее популярные технологии сейчас:
Термическая обработка: отжиг избавляет от внутреннего напряжения и делает материал прочнее;
Пескоструйная обработка и полировка: Чтобы снизить вероятность прилипания алюминия, сделайте поверхность менее шероховатой, уменьшив Ra до 0,8 мкм или ниже.
Лазерная наплавка: нанесение на поверхность формы устойчивого к износу покрытия, продлевающего ее срок службы.
Например, одна компания разработала комплексную процедуру после-обработки формы-литья под давлением корпусов двигателей транспортных средств на новых источниках энергии, которая увеличила срок службы формы с 30 000 раз до 120 000 раз и снизила стоимость одной детали на 75 %.
3. Примеры того, как работает отрасль и как она может зарабатывать деньги.
1. В области транспортных средств на новых источниках энергии:-формы для литья под давлением корпусов аккумуляторных батарей.
Ведущая фирма, производящая автомобили на новых источниках энергии, использует 3D-печать металлов для изготовления-форм для литья под давлением корпусов аккумуляторных батарей. Конструкция конформного канала охлаждающей воды повышает однородность температуры формы с ± 15 градусов до ± 3 градусов, сокращает время цикла на 35% и продлевает срок службы одной формы более чем в 80 000 раз, что на 40% дольше, чем у типичных форм из стали H13. Кроме того, легкая конструкция 3D-печати делает формы на 50 % легче, делает обработку на 60 % более эффективной и сокращает расходы на 45 %.
2. В аэрокосмической отрасли используются штампы для штамповки дисков турбин турбин.
Чтобы изготовить штампы для штамповки турбинных дисков для определенного типа авиационного двигателя, традиционными методами необходимо сварить и собрать вместе 100 отдельных деталей, доставка которых может занять до 11 месяцев. Благодаря использованию технологии DMLS от Optisys пресс-форма была собрана в единое целое, что позволило снизить вес на 95% и срок поставки до 2 месяцев. Жесткость пресс-формы была увеличена на 25% за счет оптимизации топологии, которая отвечает потребностям работы при высоких температурах и высоких давлениях.
3. В мире бытовой электроники-форма для литья под давлением корпуса ноутбука
Крупная компания, производящая бытовую электронику, использует 3D-печать металлов для изготовления-форм для литья под давлением корпусов ноутбуков. Конформный канал охлаждающей воды снижает коробление продукта с 0,5% до 0,15%, а внутренняя решетчатая конструкция снижает вес на 40%, сохраняя при этом прочность. Пресс-форма используется в широком масштабе, производя 500 000 комплектов в год. Стоимость одного компонента снизилась на 30% по сравнению со старыми методами.