Jaký je základní princip kovového 3D tisku ve výrobě plísní?

1. Technický princip: Změna digitálních modelů na kovové objekty
Hlavní myšlenkou za kovovým 3D tiskem je „Digitálně poháněné vrstvené tání a stohování“. Mezi hlavní procesy v tomto procesu patří zpracování modelu, rozprostření prášku, tání energie a mezivrstva. Například populární technologie selektivního tání laseru (SLM):
Řezání 3D modelů a navrhování cest
Po použití CAD softwaru k vytvoření 3D modelu formy je třeba jej přenést do softwaru pro krájení pro zpracování vrstvení, aby se 2D kříž - setkal data, která je silná 20 až 50 mikronů. Algoritmus plánování trasy používá sekční profil kříže -} k provedení laserových skenovacích cest a upravuje rychlost překrývání fondu taveniny, aby se zabránilo hromadění napětí mezi vrstvami. Například při vytváření injekčních forem s konformními chladicími kanály by algoritmus pečlivě spravoval pořadí, ve kterém je spirálový kanál naskenován, aby se ujistil hladce chladicí kapaliny.
Tání prášku a nahromadění vrstev
Zařízení vloží do formovací komory povlak kovového prášku (taková slitina titanu, slitiny hliníku nebo plísní oceli). Laserový paprsek poté roztaví prášek podél nastavené cesty, aby vytvořil kaluž roztaveného kovu. Poté, co se roztavený bazén vychladne a rychle ztuhne, je formovací platforma snížena o tloušťku jedné vrstvy. Cyklus distribuce prášku, roztavení a ztuhnutí pokračuje, dokud nedojde k kovové formě s hustotou 99,9%. Tato metoda nepotřebuje formy nebo příslušenství a může vytvářet složité struktury vnitřních dutin přímo, jako je die - lití plísní s voštinovými vyztuženými žebry.
Kolaborativní kontrola v říši multi - fyziky
Během procesu tisku musí být v reálném čase monitorovány vlastnosti včetně teploty bazénu taveniny, množství kyslíku ve vzduchu a proudění prášku. Například uzavřený systém Yunyao Shenwei - řídicí systém smyčky používá infračervený tepelný zobrazovač k zachycení tvaru roztaveného bazénu, dynamicky mění laserový výkon (200–1000 W) a skenovací rychlost (500–2000 mm/s), a předvídá deformaci deformace indukovanou tepelným napětím. Některé firmy využívají technologii zelené laserové technologie ke zlepšení účinnosti spojování energie a opravu částečných fúzních nedostatků v materiálech, které odrážejí hodně světla, jako je měď.
2. technologická hrana: Řešení tří největších problémů s tradiční tvorbou plísní
Změna způsobu, jakým se věci vyrábějí, kovový 3D tisk přidává do průmyslu plísní tři nové hodnoty:
Obrovské zlepšení svobody designu
Povaha „lineárního zpracování“ vrtání, frézování a dalších postupů ztěžuje výrobu plísní tradičním způsobem. Chladicí kanály se často vyrábějí jako přímky nebo jednoduché polyliny. To znamená, že injekční formované části se nevychladnou rovnoměrně (teplotní diferenciál může být více než 30 stupňů) . 3 D Tisk může vytvořit konformní chladicí kanály, které mohou být navrženy jako spirála, dendritická nebo biomimetická listová žíla, aby se přizpůsobila geometrii plísní komory. Audi použila tuto techniku ​​k tomu, aby zemřel - lití plísní v pohodě o 40% rychlejší, zkrátit injekční cyklus o 35% a snížit rychlost šrotu z 8% na 1,2%.
Dvakrát tak rychle a dvakrát levné na výrobu
Například automobilová injekční forma nárazníku: Tradiční obrábění CNC trvá 6 týdnů, než vytvoří elektrodu, provede obrábění elektrického vypouštění a další kroky. Pro 3D tisk to trvá jen 72 hodin a míra využití materiálu vzrostla z 25% na 95%. Pro malé dávkové vlastní formy, takové případy pro zdravotnické vybavení stojí 3D tisk o 60% méně za kus než tradiční metody. Díky tomu je ideální pro stadia ověření prototypu a zkušební produkce.
Optimalizace výkonu materiálů a struktur
Rychlé tuhnutí 3D tisku (rychlost chlazení až do 10 ^ 6 stupňů /s) může vytvořit strukturu jemných zrn, díky níž je forma mnohem těžší a odolnější k opotřebení. Například, plísní ocel H13 vyrobená z technologie SLM má životnost tepelné únavy, která je 2,3krát delší než u padělaných částí. Díky tomu je to dobré pro situace lití - s těžkým zatížením. Technika tisku materiálu gradientu může také umístit na povrch formy vysoké povlaky tvrdosti (takové WC CO) a přitom udržovat tvrdé jádro, což znamená „jeden materiál pro více použití“.
3. Mezi běžné případy použití patří konformní chlazení a funkční integrace.
Kovový 3D tisk měl velký dopad na mnoho oblastí výroby plísní a vytvořil jedinečná řešení:
Injekční plíseň: Velké použití konformního kanálu chladicího vodu
Ve velkých formách domácího zařízení mohou 3d - tištěné vodní cesty zkrátit dobu chlazení ze 45 sekund na 28 sekund a zbavit se svařovacích nedostatků. Společnost vytvořila biomimetický kanál pro formy klimatizačního panelu, který má povrchovou rovinnost 0,02 mm, což je stejná úroveň jako zrcadlo.
Forma pro lití: design se komplikovanou komorou a lehkou hmotností
Chcete -li vytvořit komplikované vnitřní dutiny pomocí tradičních licích plísní -, musíte sestavit několik sekcí. Pomocí 3D tisku můžete vyrobit formy s otvory, které se navzájem procházejí a tenké - zděná žebra najednou. Například nová krabička na baterie energetického vozidla Die - Odlévání formy používá návrh optimalizace topologie ke snížení hmotnosti o 42%. Životnost formy se také prodlužuje z 50 000krát na 120 000krát s 3D tištěnými kanály.
Plísně gumové pneumatiky: výroba vzorů vzorů s velkou přesností
V minulosti bylo obtížné vyrobit vzory pneumatik s přesností úrovně mikrometrů -, jako je drenážní kanál dešťové pneumatiky, který byl široký pouze 1,5 mm. Pomocí přesného laserového ovládání s vysokým - může 3D tisk přímo vytvořit formy vzorů, což zabrání deformaci vzorů, ke které může dojít při obrábění elektrického vypouštění. Opakovaná přesnost polohování vzorů pneumatiky F1, kterou určila určitá společnost, je ± 0,01 mm, což vyžaduje Mezinárodní federace automobilů.
4. Průmyslové trendy: Od průlomů v technologii po změny v prostředí
Kovový 3D tisk se mění ve formovacím průmyslu z „substituce s jedním bodem“ na „inovace systému“:
Velký krok vpřed v technologii multi -
Právě teď je tisk kompozitních materiálů, jako je měděný hliník a ocelová keramika, v podnikání stále problémem. Nové technologie jako Green Laser a Collaboration více paprsků však způsobily, že některé materiály kompatibilní s jedním. Například společnost přišla s technikou měděné oceli bimetalické tisk, která využívá metalurgické vazby rozhraní k nalezení kompromisu mezi tepelnou vodivostí a pevností. Tento přístup je dobrý pro formy pro kapalinu - chlazené radiátory.
Způsob výroby aditivního kompozitu
Metoda hybridní výroby, která kombinuje CNC přesné obrábění, je již běžná. Například konformní vodní cesta je vyrobena nejprve pomocí 3D tisku a pak se dutina vylepšuje pomocí pěti - Obráběcího centra osy. To využívá výhod konstrukčních výhod 3D tisku a zajišťuje, že kvalita povrchu formy je dobrá (RA menší nebo rovná 0,8 μm).
Budování inteligentního a jednotného systému
Společnosti v USA pracují na vytváření standardů pro kovové 3D tiskové formy. Tyto standardy zahrnují vlastnosti prášku (sféricita větší než nebo rovna 90%, obsah kyslíku <0,05%), schopnost najít defekty (CT skenovací porozita menší nebo rovná 0,5%) a kritéria pro po - odchylku ošetření ± 1HRC). Algoritmy AI byly také použity ke zlepšení tiskových cest současně. Prostřednictvím strojní inteligence jedna platforma zvýšila podpůrné struktury o 30% lehčí a tiskem o 25% efektivnější.