Millised on tööriistaterase kasutusvõimalused vormimetallist 3D-printimisel?

一, Suur samm edasi tehnoloogias: funktsioonide rakendamisest "jõudlushüppeni"
1. Oskus teha keerulisi struktuure
Vormi valmistamisel vanamoodsal viisil{0}} kasutatakse selliseid meetodeid nagu CNC-mehaaniline töötlemine ja elektrilahendusmehaaniline töötlemine (EDM), mis muudab keerukate kujundite, nagu konformsed jahutusveekanalid ja sisemised tugevdusribid, valmistamise keeruliseks. Metallipulbrit kihthaaval sulatades võib LPBF-tehnoloogia trükkida otse integreeritud keerulisi struktuure. Näiteks hübriidkäigukasti korpuse vormide valmistamisel kasutas Toyota Fraunhofer ILT portaali suurt LPBF-seadet ja uudset tööriistaterast L-40, et teha spiraalikujuliste jahutusveekanalitega vormide sisetükke. See struktuur muudab vormi temperatuuri ühtlasemaks 40%, jahutab seda kiiremini 30%, vähendab toote kokkutõmbumist 67% ja tõstab saagise 98%.
2. Materjalide toimimise parandamine
Kui kasutate 3D-printimise tööriista terasest, peate lahendama sellised probleemid nagu pragunemine ja jääkpinge. Lühikese laserimpulsstehnoloogia abil on Poola Tehnikaülikool AGH vähendanud kuumtöötlemise tööriistaterase H11 pragude tihedust poole võrra. Samuti on nad kontrollinud austeniidi jääksisaldust, et hoida kõvaduse kõikumise vahemikku ± 5 HV. Desktop Metal on loonud ka Single Shot Jet (SPJ) tehnoloogia, mis teeb kiiresti D2 tööriistaterasest prototüübid, pihustades suurel kiirusel metallipulbri ja sideaine segu. See prindib 100 korda kiiremini kui tavaline LPBF ja materjali tihedus on 99,5%, mis muudab selle kulumiskindlamaks kui tavalised sepistatud osad.
3. Erinevate asjade valmistamise viiside segu
3D-printimise tööriista terast tehakse tavaliselt koos teiste tehnikatega, nagu CNC-mehaaniline töötlemine ja haavlitöötlemine, et muuta üks protsess, mida nimetatakse "additiivseks lahutavaks". Näiteks Yisu Company kasutab vormide põhiliste funktsionaalsete osade, sealhulgas konformsete jahutusdetailide printimiseks LPBF-i. Need osad töödeldakse seejärel CNC-täppistöötlusega kuni pinna kareduseni Ra<0.4 μ m, which extends the life of the mold from 200,000 cycles to 500,000 cycles. This mode keeps the design freedom of 3D printing while still meeting the rigorous standards for accuracy and surface quality that molds need.
2. Nõudlus tööstuses: alates "kõrgtasemel-kohandamisest" kuni "mastaabirakenduseni"
1. Autotööstus: kerge ja keskendunud asjade tegemisele
Autovormi valmistamise maksumus on 30–40% kogu auto arendamise kuludest ja protsess võib kesta 6–12 kuud. 3Tööriistaterase D-printimine võib selle tsükli palju lühemaks muuta. Näiteks kasutab B&J Specialty LPBF-tehnoloogiat, et valmistada autotööstuse torustike jaoks vorme. See lühendab jahutustsükli aega 1 minutilt 40 sekundile, suurendab tootmise efektiivsust 30% ja pikendab vormi eluiga 25%. Kuna vajadus uute kergete energiasõidukite järele kasvab, kasvab ka tööriistaterasest 3D-printimise kasutamine vormides, nagu akuploki klambrid ja mootorikorpused.
2. Meditsiinivaldkond: spetsiifilised ja individuaalsed nõudmised
Meditsiinilised vormid peavad vastama väga nõudlikele standarditele, näiteks olema bioühilduvad ja väga täpsed. Topoloogia optimeerimise disaini abil saab tööriistaterasest 3D-printimine valmistada vorme, mis on nii kerged kui kasulikud. Näiteks toodab hambaraviettevõte μ-LPBF-tehnoloogia abil nähtamatuid ortodontiliste seadmete vorme, mille printimistäpsus on 2–5 μm. Ortodontilise jõu jaotuse järjepidevus paraneb konformse jahutusdisainiga 40% ja patsiendi kohanemismäär on 85% -lt 98% -le. Lisaks saab tööriistaterasest 3D-printimist kasutada ka{12}}väärtuslike esemete, näiteks kirurgiliste juhiste ja implantaatide vormide valmistamiseks.
3. Tarbeelektroonika: kiire iteratsioon ja väikeste partiide tegemine
Tarbeelektroonikal on lühike eluiga ja hallituse uuendamine toimub sageli. Tööriistaterasest 3D-printimisega saate kiiresti läbida "disaini prindikatse" protsessi. Näiteks valmistab teatud 3C tootevormitehas mobiiltelefonide raami vorme LPBF-iga. See muudab konstruktsiooni hingavaks 0,04 mm avaga väljalaskepiirkonnas, alandab sissepritserõhku 30% ja pikendab hallituse eluiga 40%. See meetod aitab ettevõtetel turul toimuvate muutustega kiiresti kohaneda ja vähendada liiga suure laoseisu ohtu.
3, materiaalne innovatsioon: ühest jõudlusest kuni mitme{1}}funktsionaalse integratsioonini
1. Uue tööriistaterase valmistamine
Materjalimüüjad toodavad 3D-printimise toimimise tõttu spetsiaalset tööriistaterasest pulbrit. Näiteks L-40 tööriistateras, mille kallal Fraunhofer ILT ja Toyota koos töötasid, saavutab hea kompromissi kõrge kõvaduse (HRC 52–55) ja hea sitkuse vahel, reguleerides legeerivate elementide, nagu Cr, Mo ja V, kogust. See materjal võib püsida 80% tugevana isegi väga kõrgetel temperatuuridel, näiteks 60 kraadi juures. valuvormid.
2. Rohkem kui ühest materjalist valmistatud konstruktsioon
Tööriistaterasest 3D-printimine on muutumas ühe materjali kasutamise asemel rohkem kui ühe materjali kasutamisele. Näiteks kui ettevõte prindib LPBF-i kasutades vorme, katab ta vormiõõnsuse pinnale vasesulamist katte, et see kiiresti maha jahtuda, kuna vasel on kõrge soojusjuhtivus. Põhikorpuses kasutatakse tööriistaterast, et veenduda selle tugevuses. Selle komposiitstruktuuri tõttu kestab vorm 60% kauem ja ei ole vaja teha täiendavaid sisestustöid.
3. Nutikate materjalide kasutamine
Kui andureid kasutatakse koos tööriistaterasest 3D-printimisega, on{0}}vormide reaalajas jälgimine ja adaptiivne juhtimine võimalik. Näiteks pani meditsiiniettevõte LPBF-prinditud vormidesse temperatuuriandurid ja kasutas tehisintellekti algoritme süstimisparameetrite reaalajas muutmiseks. See muutis tooted 50% ühtlasemaks. Tulevikus saavad tööriistaterasest 3D-prinditud valuvormid ise-kohandada ja ise-parandada tänu nutikatele materjalidele, nagu kujumälusulamid ja iseparanevad{10}}materjalid.