Kuidas saab metallist 3D-printimine lahendada keerukate hallitusstruktuuride tootmisprobleeme?

1, Paindlik jahutusveeahel, mis lahendab survevalu peamise probleemi
Valmistamise kiirus ja toodete kvaliteet sõltuvad sellest, kui hästi survevormid jahtuvad. Traditsioonilistes vormides kasutatakse sirge auguga jahutusvee kanaleid. Neid kanaleid on raske kleepida keerulistele õõnsuspindadele, mis põhjustab liiga palju kohalikke temperatuurimuutusi ja tootevigu, nagu kõverdumis- ja kokkutõmbumismärgised. Kasutades topoloogia optimeerimise meetodeid, saab metallist 3D-printimisega luua konformse jahutusveekanali, mis sobib ideaalselt toote kujuga. See võimaldab teil täpselt reguleerida temperatuuri, kus soojust toodetakse ja kus seda jahutatakse.
Näiteks auto uksekäepideme vormi jahutusaeg läks pärast 3D-prinditud konformse veetee kasutamist 18 sekundilt 12 sekundile. Tootmise efektiivsus tõusis 33% ja toote väändedeformatsioon vähenes 0,8 mm-lt 0,2 mm-le. Läbimiste määr tõusis 92%-lt 98,5%-le. Veelgi olulisem on see, et see kontseptsioon ületab olemasolevate meetodite füüsilisi piiranguid - 0,5 mm paksuses vormi südamiku seinas, kolmemõõtmelise jahutusvõrgu ehitamiseks võib luua 2 mm läbimõõduga spiraalse jahutuskanali. Zhongrui Technology iSLM420 seadmega trükitud konformne veetee kodumasina kestavormil pikendab vormi eluiga 40% ja vähendab kuumaväsimisest põhjustatud pragude arvu 75%.
2, Innovatsioon võre struktuuris: vormide kergemaks muutmine ja erinevate funktsioonide kombineerimine
Survevaluvormide -teema puhul on kõrgel-temperatuuriliste sulamimaterjalide termiline väsimine peamine põhjus, miks need ei kesta nii kaua kui võiks. Metallist 3D-printimine kasutab biomimeetilisi võrestruktuure, et muuta asjad kergemaks, parandada soojusjuhtivuse radasid ja hoida asju tugevana. Konkreetse lennukimootori laba survevaluvormis kasutati TPMS-i (Three Period Minimally Curved Surface) võrekujundust. See vähendas vormi südamiku kaalu 35% ja kahekordistas selle vastupidavust termilisele šokile. Pidevat tootmistsüklit pikendati 5000 vormilt 12 000 vormini.
See konstruktsiooniline eelis on eriti oluline isolatsiooniosade valmistamisel. Standardsete kuumakanalisüsteemide isolatsioonimesonid on tahked, kuid 3D-printimine võib muuta õõnsateks kuusnurkseteks võrestikmesoonideks, mis on 60% tõhusamad, et hoida ära soojuse liikumine jaotusplaadilt vormi. See disain vähendab survevalu tsüklit 22% ja energiakulu 18% võrra meditsiiniliste kulumaterjalide vormides.
3, mikropoorne väljalaskesüsteem: tööstuse probleemi lahendamine kinnijäänud gaasipuuduse tõttu
Kui vormimisel ei saa vormiõõnsuses olevat gaasi piisavalt kiiresti vabastada, võib see põhjustada probleeme, nagu gaasitriibud ja põlemine toote pinnal. Traditsiooniliste hingava terasest sisetükkidega on kaks peamist probleemi: esiteks võivad need lasta õhul voolata ainult ühes suunas ja teiseks kipub stress kogunema kohas, kus hingav ala kohtub tiheda alaga. Metallist 3D-printimine ületab need piirid ja võib tekitada poorseid objekte, millel on mitmesuunaline hingavus.
Laser Luminescence'i kolmanda põlvkonna{0}}hingava terase meetod täiustab laserskaneerimise meetodit, et luua vormi pinnale tihe hingav kiht, mille pooride suurus on 0,04 mm. Samal ajal ehitab see vormi sisse kolmemõõtmelise ühendatud pooride võrgustiku. Autode armatuurlaua vormide kasutamisel vähendab see kontseptsioon kinnijäänud gaasi defektide määra 15%-lt 0,3%-le, ilma et oleks vaja täiendavaid väljalaskeavasid, mis lihtsustab vormi konstruktsiooni. Veelgi olulisem on see, et 3D-printimine võib panna hingavad osad ja vormikehad koos töötama, mis tähendab, et puudub võimalus õmbluste lekkimiseks nagu traditsiooniliste inkrusteerimisprotseduuride puhul.
4, komplekssete osade integreeritud tootmine: vormide töötlemise väärtusahela muutmine
Traditsioonilises vormi valmistamises kasutatakse "eraldi töötlemine + kokkupanek" tehnikat. See tähendab, et olulised osad, nagu kuumad düüsid, kaldpinnad ja vormisüdamiku padjad, peavad läbima mitu etappi. Metallist 3D-printimine kujundab need keerulised elemendid korraga, kasutades "integreeritud tootmise" ideed. Näiteks teatud mobiiltelefoni marki raamvormi kuumadüüside süsteem vajab tavapärasel viisil kokku panemiseks 12 detaili. 3D-printimisega saate teha terve kuuma otsiku koos integreeritud voolukanali ja kütteelemendi paigaldussoonega. Montaažiaeg lüheneb 8 tunnilt 0,5 tunnini ning soojuspaisumisest ja kokkutõmbumisest tingitud purunemise probleem lahendatakse täielikult õmbluste kärpimisega.
See muutus on kõige märgatavam õhukeste seintega tükkide valmistamisel. Manga meetodil välja töötatud simulatsiooniprogramm VoxelDance Engineering on edukalt lahendanud 316L roostevabast terasest õhukeseseinaliste osade (seina paksus 0,3 mm) printimise deformatsiooniprobleemi "skaneerimise deformatsiooni kompenseerimise" meetodil. See meetod muudab autovõre vormide osad täpsemaks, ulatudes ± 0,5 mm kuni ± 0,08 mm. Samuti lühendab see uurimis- ja arendusperioodi 60% ja suurendab materjalikasutust 45%.
5, Tehnoloogiline integratsioon: uue hallituse tootmise paradigma loomine
Metallist 3D-printimine ei eksisteeri isoleeritult, vaid on põhjalikult läbi põimunud selliste tehnoloogiatega nagu simulatsioonianalüüs ja intelligentne tuvastamine. Zhongrui Technology masinatel on mitmekihiline optimeeritud tuuleväljasüsteem, mis suudab pulberkihi temperatuuriväljal reaalajas silma peal hoida. Samuti võib see automaatselt muuta laseri sätteid, et kompenseerida termilist pinget ja saavutada 99,95% tihedus suurte vormide puhul (nagu autode kaitseraua vormid, mille mõõtmed on 1,2 m × 0,8 m). Vooluanalüüsi tööriistu kasutades saavad disainerid parandada jahutusvee kanalite paigutust modelleerimisprotsessi ajal, mis on "disaini simulatsiooniprintimise" suletud tsükli iteratsioon.
Kulumudelite ümberehitamise osas on 3D-printimisel olnud ainulaadsed eelised. Näiteks 1000 tükile vormide valmistamine maksab traditsiooniliste meetoditega 280 000 jüaani (vormi arendamiseks 180 000 jüaani), kuid 3D-printimise lahendus maksab 20% rohkem tüki kohta, kuid sellel pole vormiarenduse kulusid, mis viib kogumaksumuse 220 000 jüaanini. Kui toote iteratsioonikiirus ületab vormi standardset tasuvusaega (tavaliselt 12-18 kuud), ilmneb 3D-printimise säästlikkus.