Koks yra metalinių 3D spausdinimo formų tarnavimo laikas?

1. Medžiagų naujovės: nauji didelio stiprumo lydinių panaudojimo būdai
Medžiagos savybės lemia, kiek ilgai tarnaus pelėsis. Terminis apdorojimas ir vidiniai trūkumai riboja tipiškų formų plienų, tokių kaip H13 ir S136, nuovargio tarnavimo laiką. Kita vertus, metalo 3D spausdinimo specialios medžiagos labai pagerino jų našumą, pakeisdamos jų sudėtį ir procedūras.
Itin -didelio stiprumo plienas CX (Corrax) ir 1.2709 (18Ni300) naudojami pramonėje: šių dviejų medžiagų tempiamasis stipris yra 1700 MPa ir 2000 MPa, o takumo riba yra didesnė nei 1600 MPa. Kalbant apie įpurškimo formas, CX tarnauja taip pat ilgai, kaip ir S136 plienas; Kalbant apie liejimo formas, 1.2709 tarnauja tiek pat, kiek H13 plienas. Pavyzdžiui, įmonė, gaminanti elektra varomus automobilius, naudoja 1 2709 medžiagų, kad galėtų gaminti akumuliatorių blokų korpusų liejimo formas. Taikant topologijos optimizavimo dizainą, formos svoris sumažinamas 40%, o jos tarnavimo laikas yra beveik 80 000 kartų ilgesnis, o tai yra 40% ilgesnis nei naudojant standartinius metodus.
Didelis žingsnis į priekį didinant aukštoje{0}}temperatūroje naudojamų lydinių patvarumą: „Optisys“ gamina vario lydinio purkštukų formas, skirtas labai atšiaurioms aplinkybėms, pvz., turbininius diskus lėktuvų varikliams, naudodamas DMLS technologiją. Jis gali atlaikyti smūgius iki 3000 laipsnių temperatūroje, o šilumos laidumas yra 380 W/(m · K). Jo tarnavimo laikas yra tris kartus ilgesnis nei įprastų kalimo būdų.
Specialių medžiagų kūrimas pagal užsakymą
Al250C aliuminio lydinys išsilaiko daugiau nei 5000 valandų esant aukštai 250 laipsnių temperatūrai, tai yra 50 kartų ilgiau nei Scalmalloy aliuminio lydinys. Jis buvo daug naudojamas aviacijos ir kosmoso konstrukcijų komponentuose, kur, siekiant sutaupyti, buvo pakeisti kai kurie titano lydinio komponentai.
„Shanghai Yisu Laser“ pagamino ESU{0}}H13 mold Steel – naują miltelių medžiagą. Patobulinus karbidų paskleidimo būdą, liejimo formų eksploatavimo laikas pailgėjo nuo 30 000 kartų, naudojant tradicinius metodus, iki 60 000 kartų.
2. Proceso optimizavimas: visa grandinės valdymas nuo projektavimo iki formavimo
Ne tik medžiagų savybės turi įtakos formos eksploatavimo trukmei, bet ir visa proceso kontrolė nuo projektavimo iki formavimo.
Inovatyvus konforminio aušinimo vandens kanalo dizainas
Metalinio 3D spausdinimo sluoksniuotos gamybos ypatybės leidžia formų viduje sukurti sudėtingus konformiškus aušinimo kanalus. Dėl to formos temperatūra tampa tolygesnė, nuo ± 15 laipsnių iki ± 3 laipsnių. Pavyzdžiui, „Broadcom Precision“ sukūrė variklio cilindro korpuso liejimo formą pasaulinei automobilių kompanijai. Modeliuojant optimizavus aušinimo vandens kanalo išdėstymą, ciklo laikas sutrumpėjo 35%, gaminio deformacijos greitis sumažėjo nuo 0,8% iki 0,15%, išeiga padidėjo iki 99,5%, o formos tarnavimo laikas pailgėjo 100 000 kartų.
Skiepijimo spausdinimo technologija dabar naudojama brandžiai.
Skiepijimo spausdinimo technologija sujungia 3D spausdintą elementą su pagrindu, kad būtų galima greitai ir lengvai pagaminti dideles formas. Patirtis rodo, kad skiepijant spaudą ir bendrąjį spaudą formos neprailgina, nors kainuoja 60 % mažiau. Pavyzdžiui, „Huashu High Tech“ automatinio skiepijimo funkcijos tikslumas yra 0,05 mm, o tai labai pagreitina gamybą.
Daugia{0}}lazerinės įrangos tikslumo didinimas
Platinum BLT{0}}S450 naudoja keturių lazerių sinchroninio nuskaitymo technologiją, todėl formavimo procesas tampa 300 % efektyvesnis. Dinaminė miltelių paskleidimo technologija taip pat išlaiko paviršiaus šiurkštumą iki Ra Mažiau arba lygaus 6,3 μm, o tai sumažina vėliau reikalingo poliravimo darbų kiekį ir pailgina pelėsių tarnavimo laiką.
3. Post-apdorojimo technologija: geriausias būdas užtikrinti, kad nuovargis veiktų
Metalinių 3D spausdinimo formų ilgaamžiškumui didelę įtaką daro vidiniai trūkumai, tokie kaip poringumas ir susiliejimo trūkumas. Post{2}}apdirbimo technika labai padidina formų atsparumą nuovargiui, nes pašalina trūkumus ir daro juos labiau organizuotus.
Karšto izostatinio presavimo (HIP) defektų taisymas
HIP technologija užtikrina beveik 100% medžiagos tankį, naudodama aukštą temperatūrą ir aukštą slėgį, kad pašalintų vidines poras ir mikroįtrūkimus. Pavyzdžiui, viena aviacijos įmonė naudojo HIP-apdorotas 3D spausdintas turbininių diskų formas, todėl jos tarnauja 200 % ilgiau nei neapdoroti mėginiai ir 95 % ilgiau nei įprastos kalimo procedūros.
Teisingas terminio apdorojimo proceso valdymas
Grūdinimas ir grūdinimas: reguliuodami kaitinimo temperatūrą ir aušinimo greitį galite pasiekti geriausią formų kietumo ir kietumo balansą. Pavyzdžiui, po grūdinimo ir grūdinimo 1.2709 plieno kietumas yra 50-52 HRC, o atsparumas smūgiams CVN yra 7J, o tai yra pakankamai tvirta liejimo formoms.
Atkaitinimas nuo įtempimo: Šis metodas gali pašalinti vidinę likutinę įtampą iš didelių formų ir neleisti joms įtrūkti, kai jos naudojamos. Pavyzdžiui, Huashu High Tech FS273M serijos įrangos gaminamos formos pakeičia formą ne daugiau kaip 0,05 mm po apdorojimo atkaitinimu.
Kūrybiškas technologijų naudojimas, kad paviršiai būtų tvirtesni
Šūvių sutvirtinimas: kai didelio greičio{0}}kulkos atsitrenkia į formos paviršių, sukuria gniuždymo įtempių sluoksnį, kuris sustiprina jį nuo nuovargio. Pavyzdžiui, konkretaus kalimo štampo tarnavimo laikas pailgėjo nuo 20 000 ciklų iki 50 000 ciklų po šveitimo.
Cheminis kietasis chromavimas: ant formos paviršiaus uždėkite 0,02–0,05 mm storio kietojo chromo sluoksnį. Dėl to jis tris kartus atsparesnis nusidėvėjimui ir tinka esant dideliam-dėvėjimuisi.
4. Įprasto naudojimo pavyzdys: pramoninio gyvenimo trukmės proveržio demonstravimas
Automobilių pramonė: „Broadcom Precision“ didelis žingsnis į priekį liejimo formų srityje-
„Broadcom Precision“ 3D spausdinimo integruotas štampavimo-liejimo formos įdėklas tarnauja daugiau nei 50 000 ciklų, gali atlaikyti 22J smūgius ir turi 100 % produkto išeigą. Pasaulinė automobilių įmonė naudojo šią formą baterijų blokų korpusams gaminti. Tai sumažino kiekvieno vieneto kainą 75%, o pristatymo laiką sutrumpino nuo 11 mėnesių iki 2 mėnesių.
Aerospace: Reliatyvumo erdvės raketų variklių formos
Relativity Space gamina 3D spausdintas vario lydinio purkštukų formas su EOS M400 įranga. Šios formos išsprendžia vario lydinių per daug atspindinčią problemą naudojant žaliojo lazerio technologiją. Eksploatavimo trukmė atitinka „SpaceX“ projekto „Starship“ reikalavimą – vieną vienetą kiekvieną savaitę, o kiekvieno paleidimo kaina sumažėja 30%.
„Xiaomi Technology“ tikslus buitinės elektronikos formų optimizavimas
„Xiaomi Technology“ ir „Yisu Laser“ kartu kuria mobiliųjų telefonų rėmelių liejimo formas iš ESU-H13 medžiagos. Forma tarnauja 120 000 kartų ilgiau nei tradiciniai metodai, nes AI sistema optimizuoja aušinimo vandens kanalo struktūrą. Tai leidžia „Xiaomi“ kasmet išsiųsti daugiau nei 50 milijonų 14 serijos vienetų.
5. Pramonės tendencijos ir problemos
Technology Fusion Trend AI{0}}D spausdinimas: Siemens NX programinė įranga naudoja AI algoritmus, kad automatiškai sukurtų geriausią aušinimo vandens kanalo išdėstymą. Tai sutrumpina projektavimo ciklą nuo 72 valandų iki 8 valandų.
Priedas ir priedų kompozitas: DMG MORI LASERTEC 65 3D hibridinė įranga derina „spausdinimą“ ir „frezavimą“, o paviršiaus šiurkštumas Ra yra mažesnis arba lygus 0,8 μm.
Kliūtis dideliam{0}}naudojimui
Medžiagų kaina: 316 l nerūdijančio plieno milteliai vis dar kainuoja net 500 USD už kilogramą, tai yra 5–8 kartus daugiau nei kitų kalimo medžiagų.
Standarto trūkumas: ISO/ASTM 52900 standartas apima tik 30% liejimo formų, todėl sudėtingų konstrukcijų formų testavimo reikalavimus reikia atnaujinti nedelsiant.
Talentų atotrūkis: pasaulinei pelėsių pramonei reikia dar 120 000 3D spausdinimo inžinierių, o naujiems sudėtiniams talentams išmokyti prireikia 3–5 metų.