Milliseid metallist 3D-printimismaterjale kasutatakse valuvormide tootmiseks?

1. Surveteras: suure kõvaduse ja kulumiskindluse võti
Vormiteras on peamine materjal, mida kasutatakse metallide 3D-printimisel vormide valmistamiseks. See on väga vastupidav, kulumis- ja korrosioonikindel, mistõttu on see parim valik kuumvormimisprotseduuride jaoks, nagu survevalu-ja survevalu. Vormiterase ja 3D-printimise tehnoloogia abil on võimalik valmistada keerulisi struktuure, mida on traditsiooniliste meetoditega raske valmistada, näiteks:
Konkreetne sõiduki kaitseraua vorm kasutab spiraalselt painduvat veekanalit, mis on valmistatud 3D-prinditud vormiterasest. See vähendab temperatuuri erinevust südamiku ja pinna vahel 45 kraadilt 8 kraadile, lühendab jahutusaega 30% ja toote kõveruskiirust 8%-lt 0,5%-le.
Kerge vorm: tarbeelektroonika vorm on muudetud 42% kergemaks, kuid samas tugev. Seda tehti vormi kuju optimeerimisega. Samas on nüüd rohkem ruumi jahutusveeringile ja survevalu tsükkel on vähenenud 25%.
Kuumade düüside tootmine, mis on integreeritud: termiline paisumine ja kokkutõmbumine võivad traditsioonilistes kuumades düüsides kergesti tekitada lünki ja pragusid, kuna need koosnevad paljudest osadest. 3D-printimise vormiterasest võib kuumdüüside vormimine üldiselt paremini töötada, vähendada kokkupanekuvigu ja muuta survevalutoodete kvaliteet stabiilsemaks.
2. Titaanisulam: kahekordne edu kerge ja korrosioonikindluse osas
Kuna titaanisulamid on tugevad, kerged ja korrosioonikindlad, on need väga kasulikud tipptasemel-vormide valmistamisel. Mõned selle kõige levinumad kasutusalad on järgmised:
Lennukimootori vorm: õhusõiduki mootori laba vorm koosneb 3D--prinditud titaanisulamist, millel on sõrestruktuur, mis muudab selle kergeks ja tugevaks, muutes selle vastupidavamaks kõrgetele temperatuuridele kuni 600 kraadi.
Meditsiinilised implantaadivormid: titaanisulam on suurepärane materjal ortopeediliste implantaatide vormide jaoks, kuna see on bioloogiliselt ühilduv. 3D-printimisega valmistatud isikupärastatud puusaliigese vormil on poorne struktuur, mis aitab luudel kokku kasvada ja lühendab patsiendi taastumisaega 40%.
Kompleksse voolukanali optimeerimine: uus elektrisõidukite aku vorm kasutab titaanisulamist 3D-printimise tehnoloogiat. Vormi südamiku sees on ristvoolukanalid, mis parandavad jahutusvedeliku voolu efektiivsust 50% ja aku temperatuuri ühtlust 20% võrra.
3. Alumiiniumsulam: hea segu kergusest ja soojusjuhtivusest
Alumiiniumsulam on parim materjal vormide valmistamiseks, kuna see on kerge, juhib hästi soojust ja seda saab taaskasutada. See loob hea tasakaalu kulude ja tõhususe vahel. Seda saab kasutada järgmistes olukordades:
Autoosade vorm: antud mootori silindripea vorm koosneb alumiiniumisulamist, millele trükiti 3D. Biomimeetiline võre struktuur muudab selle 28% kergemaks. Samal ajal kasutatakse alumiiniumisulami tugevat soojusjuhtivust, et vähendada jahutusaega 15% ja ühe tüki valmistamise kulusid 18%.
Elektrooniliste tarbekaupade vorm: teatud nutitelefoni keskraami vorm on valmistatud alumiiniumisulamist 3D-printimisega ja selle seinad on vaid 0,3 mm paksused. Survevalu tsükkel lüheneb 45 sekundilt 32 sekundile ja toote saagis tõuseb 99,2% -ni, kui seda kombineerida paindliku veeteega.
Kiire iteratsiooni kontrollimine: alumiiniumsulam on suurepärane materjal hallituse prototüüpide valmistamiseks, kuna see on odav. Kodumasinaid tootev ettevõte kasutas oma toodete testimiseks 3D-prinditud alumiiniumsulamist vorme. See vähendas toote valmistamiseks kuluvat aega 8 nädalalt 3 nädalale ja disaini muutmise kulusid 70%.
4. Nikli{1}}põhised sulamid: kaitsevad jõudlust karmides tingimustes
Nikli{0}}põhised sulamid on üliolulised kõrget temperatuuri ja rõhku taluvate vormide tootmisel, kuna need on oksüdatsiooni- ja korrosioonikindlad. Seda kasutatakse tavaliselt:
Lennukimootori vorm: spetsiaalne turbiinilaba vorm on valmistatud nikli{0}}põhisest sulamist, mis talub kuni 1200-kraadist temperatuuri ja rõhku kuni 100 MPa. See kestab kolm korda kauem kui tavalised vormid ja selle kaal on tänu topoloogilisele optimeerimisdisainile vähenenud 22%.
Tuumaenergia peapumba vorm: nikli{0}}põhised sulamid on tuumaenergiaseadmete valuvormide peamine materjal, kuna need taluvad kiirgust. 3D-printimise abil valmistati keeruliste voolukanalitega tuumaenergia peapumba tiivikuvorm. See muutis jahutamise 40% tõhusamaks, täites samas tihendusvajadused väga karmides tingimustes.
Spetsiifilise reaktsiooniveekeetja vormi puhul kasutatakse nikli{0}}põhise sulami 3D-printimise tehnoloogiat, et hoida selle struktuur korrodeerivates tingimustes stabiilsena. Hooldustsükkel on pikenenud igalt kolmelt kuult iga 18 kuu peale ja elutsükli kogumaksumus on vähenenud 65%.
5. Vasesulam: soojusjuhtivuse maksimaalne ärakasutamine
Vasesulamid sobivad suurepäraselt vormide valmistamiseks, mis peavad kiiresti soojust üle kandma, kuna need juhivad hästi soojust ja elektrit. Mõned kohad, kus seda saab kasutada, on järgmised:
Pooljuhtpakendite vorm on valmistatud 3D-prinditud vasesulamist. Jahutusefektiivsust parandab mikromeetri-taseme kanali disain 80%. See lühendab pakendamistsüklit 12 sekundilt 5 sekundile ja suurendab ühe liini tootmisvõimsust 140%.
Vasesulamil on kõrge soojusjuhtivus, mis tähendab, et see suudab kiiresti levitada keevitussoojust ja hoida töödeldavat detaili väändumise eest. Vasesulamist voolukanalite 3D-printimisega on uue energiasõiduki aku mooduli keevitusvorm tõstnud keevitusvõimsust 92%-lt 98,5%-le.
Mikrosoojusvaheti vorm: teatud 5G tugijaama soojuseraldusmooduli vorm kasutab vasesulamist 3D-printimise tehnoloogiat, et luua täpselt õige struktuur, mille seinapaksus on 0,1 mm ja kanali läbimõõt 0,3 mm. Soojuse hajumise efektiivsus on kolm korda kõrgem kui tüüpilistel konstruktsioonidel.