Який основний принцип металевого 3D -друку у виробництві цвілі?

1. Технічний принцип: зміна цифрових моделей на металеві об'єкти
Основна ідея металевого 3D -друку - "цифрово керована шаруватим плавленням та укладанням". Основні процеси в цьому процесі включають обробку моделі, розповсюдження порошку, плавлення енергії та міжшарове з'єднання. Наприклад, популярна технологія лазерного селективного плавлення (SLM):
Розрізання 3D -моделей та проектування доріжок
Після використання програмного забезпечення CAD для створення 3D -моделі форми її потрібно перенести в програмне забезпечення для нарізки для обробки шарування, щоб зробити 2D Cross - Дані секцій, що становить від 20 до 50 мкм. Алгоритм планування маршруту використовує перехресний профіль -, щоб зробити лазерні шляхи сканування та коригувати швидкість перекриття пулу розплаву, щоб уникнути накопичення напруги між шарами. Наприклад, під час виготовлення ін'єкційних форм з конформними каналами охолодження алгоритм обережно керуватиме порядок, в якому скановано спіральний канал, щоб переконатися, що теплоносій плавно.
Тануття порошкового шару та накопичення шарів
Пристрій ставить покриття з металевого порошку (такий титановий сплав, алюмінієвий сплав або сталь форма) всередині лиття лиття. Потім лазерний промінь плавить порошок по встановленій стежці, щоб зробити басейн розплавленого металу. Після того, як басейн розплав охолоне і швидко затверджується, формувальна платформа опускається на товщину одного шару. Цикл розподілу порошку, розплавлення його та затвердіння його продовжує до тих пір, поки металева форма з щільністю 99,9% не буде зроблена. Цей метод не потребує форм або світильників, і він може зробити складні внутрішні структури порожнини безпосередньо, як, наприклад, Die - лиття форми з армованими реберами.
Спільний контроль у царині Multi -
Під час процесу друку характеристики, включаючи температуру басейну розплаву, кількість кисню у повітрі та проточуть порошку в режимі реального часу. Наприклад, закрита -}}} система управління циклом використовує інфрачервоний тепловий знімк для захоплення форми розплавленого пулу, динамічно змінює лазерну потужність (200–1000 Вт) та швидкість сканування (500–2000 мм/с) та запобігає деформації, спричиненій термічною напругою. Деякі фірми використовують зелену лазерну технологію для підвищення ефективності енергетичного зв'язку та виправлення часткових недоліків синтезу в матеріалах, які відображають багато світла, як мідь.
2. Технологічний край: вирішення трьох найбільших проблем із традиційним виготовленням цвілі
Змінюючи спосіб виготовлення речей, металевий 3D -друк додає три нові значення індустрії цвілі:
Величезне вдосконалення свободи дизайну
"Лінійна обробка" природа буріння, фрезерування та інших процедур ускладнює виготовлення форм традиційними. Охолоджуючі канали часто виготовляють у вигляді прямих ліній або простих поліліній. Це означає, що деталі, що формуються в інжекцію, не охолоджуються рівномірно (диференціал температури може становити більше 30 градусів) . 3 d друк може зробити конформні канали охолодження, які можуть бути розроблені як спіраль, дендрит або біоміметичні вени листя, щоб відповідати геометрію камери форма. Audi використовував цю методику, щоб зробити штамп - лиття форми прохолодними на 40% швидше, скоротити цикл формування ін'єкцій на 35% та знизити швидкість брухту з 8% до 1,2%.
Двічі швидше і вдвічі більше дешевих, щоб зробити
Наприклад, ін'єкційна форма для ін'єкцій автомобілів: Для традиційної обробки ЧПУ потрібно 6 тижнів, щоб зробити електрод, зробити електричну обробку розряду та інші кроки. Для 3D -друку займає лише 72 години, а рівень використання матеріалів зросла з 25% до 95%. Для невеликих партії на замовлення форми, такі випадки для медичного обладнання, 3D -друк коштує на 60% менше за штуку, ніж традиційні методи. Це робить його ідеальним для прототипу валідації та випробувальних етапів виробництва.
Оптимізація продуктивності матеріалів та структур
Швидке затвердіння 3D -друку (швидкість охолодження до 10 ^ 6 градусів /с) може створити дрібну зернову конструкцію, яка робить форму набагато важчою і стійкішою для зносу. Наприклад, сталь форми H13, виготовлена ​​з технології SLM, має термін втоми теплової втоми, що в 2,3 рази довше, ніж у кованих деталей. Це робить це корисним для Die - ситуаціях кастингу з важкими навантаженнями. Також техніка друку градієнтів може поставити високі - покриття твердості (такі WC CO) на поверхню форми, зберігаючи серцевину жорстким, а це означає "один матеріал для декількох цілей".
3. Поширені випадки використання включають конформне охолодження та функціональну інтеграцію.
Металевий 3D -друк зробив великий вплив на багато областей виготовлення цвілі, створюючи унікальні рішення:
Ін'єкційна форма: велике використання конформного водного каналу охолодження
У великих формах оболонок домашнього приладу 3D - Друковані водні шляхи можуть скоротити час охолодження з 45 секунд до 28 секунд і позбутися від вад зварного шва. Компанія виробляла біоміметичний канал для панель кондиціонування, яка має поверхневу площину 0,02 мм, що є таким же рівнем, як і дзеркало.
Кастингова форма: Дизайн зі складною камерою та легкою вагою
Щоб зробити складні внутрішні порожнини, використовуючи традиційні штампи - литі форми, вам доведеться скласти кілька розділів. Використовуючи 3D -друк, ви можете робити форми з отворами, які перетинають один одного і тонкі - стіновані ребра всі відразу. Наприклад, нова коробка акумуляторних батарей з енергетичного автомобіля Die - Кастинна форма використовує конструкцію оптимізації топології для скорочення ваги на 42%. Життєвий термін також продовжується від 50 000 разів до 120 000 разів з 3D -друкованими каналами.
Форма гумових шин: виготовлення візерункових блоків з великою точністю
У минулому було важко зробити шинні шаблони з мікрометром - точності рівня, як канал дренажу дощів, який був лише 1,5 мм в ширину. Використовуючи високий - точний лазерний контроль, 3D -друк може зробити блок -форми, що дозволяє уникнути деформації шаблону, яка може статися за допомогою електричної обробки розряду. Повторна точність позиціонування шаблону гоночної шинної форми F1, виготовлена ​​певною компанією, становить ± 0,01 мм, що саме вимагає міжнародна федерація автомобілів.
4. Тенденції галузі: від проривів у технології до змін у навколишньому середовищі
Металевий 3D -друк змінюється в галузі цвілі з "Заміни єдиної точки" до "інновацій системи":
Великий крок вперед у технології друку матеріалу Multi -
Наразі друкарські композитні матеріали, такі як мідний алюміній та сталева кераміка, все ще є проблемою в бізнесі. Однак нові технології, такі як Green Laser та Multi Peam Collaboration, зробили деякі матеріали, сумісні з один з одним. Наприклад, компанія придумала техніку біметалічного друку мідної сталі, яка використовує металургійне з'єднання інтерфейсу, щоб знайти компроміс між теплопровідністю та силою. Цей підхід хороший для форм для рідини - охолоджені радіатори.
Режим виробництва адитивного композиції
Гібридний метод виготовлення, який поєднує в собі точну обробку ЧПУ вже є поширений. Наприклад, конформний водний шлях спочатку за допомогою 3D -друку, а потім порожнину вдосконалюється за допомогою п’яти - Центру обробки осі. Це використовує переваги конструктивних переваг 3D -друку і гарантує, що якість поверхні форми є хорошою (РА менше або дорівнює 0,8 мкм).
Побудова розумної та єдиної системи
Компанії в США працюють над створенням стандартів для металевих 3D -друкарських форм. Ці стандарти включають якості порошку (сферичність, що перевищує або дорівнює 90%, вмісту кисню <0,05%), здатність знаходити дефекти (пористості КТ менше або дорівнює 0,5%), а також критерії для лікування - (відхилення твердості термічного лікування ± 1HRC). Алгоритми AI також використовувались одночасно для поліпшення шляхів друку. Через машинний інтелект одна платформа зробила допоміжні конструкції на 30% легше та друкуючи 25% ефективнішими.