Kako se metalni 3D ispis može koristiti za popravak kalupa?

1. Tehnološki iskorak: prelazak s "djelomičnog popravka" na "upravljanje punim životnim ciklusom"
Metalni 3D ispis za popravak kalupa otišao je izvan granica tradicionalnih subtraktivnih metoda. Sada nudi cjelovito rješenje koje uključuje "otkrivanje oštećenja, inteligentan dizajn, precizan popravak i nadogradnju performansi."
Pronalaženje oštećenja i modeliranje unatrag
Koristeći industrijske CT skeniranje ili laserske 3D mjerne tehnologije, možete odmah dobiti 3D podatke o oštećenom području plijesni. Algoritmi umjetne inteligencije tada se mogu koristiti za promatranje važnih karakteristika poput smjera pukotine i dubine istrošenosti. U jednom projektu za popravak lopatice motora zrakoplova, na primjer, korišten je ultrazvučni detektor za pronalaženje grešaka unutar lopatice, a softver za obrnuto inženjerstvo korišten je za izradu modela oštećenja koji je pokazao točne granice popravka za 3D ispis.
Prilagodba materijala i poboljšanje performansi
3D ispis može izraditi materijale slojeva za popravak koji imaju gradijentni dizajn za različite kalupne podloge, poput čelika H13, čelika za martenzitno starenje i bakrenih legura. Na primjer, pri fiksiranju skretnih stožaca u -kalupima za tlačno lijevanje, prah legure na bazi nikla- koristi se za ispis radnog sloja. Ovaj sloj ima udarnu žilavost od 22J i tvrdoću od 48–50HRC nakon toplinske obrade. Sloj za popravak također stvara metaluršku vezu sa supstratom mijenjajući snagu lasera i brzinu skeniranja. Time se gradijent tvrdoće mijenja prirodno, što sprječava naknadno pucanje uslijed koncentracije naprezanja.
Popravak konformnih konstrukcija u cjelini
3D ispis konformnog kruga rashladne vode može riješiti komplicirani problem začepljenja kanala protoka koji je teško riješiti uobičajenim metodama popravka. Tehnologija laserskog selektivnog taljenja (SLM) korištena je za ispis spiralnih kanala za hlađenje na kalupu za odbojnik automobila koji je trebalo popraviti. To je ujednačilo temperaturu kalupa za 40%, skratilo vrijeme hlađenja za 30% i udvostručilo vijek trajanja popravljenog kalupa u usporedbi s originalnim kalupom.
2. Inovacija procesa: Promjena s "jednog popravka" na "funkcionalnu nadogradnju"
Tehnologija metalnog 3D ispisa ne samo da može vratiti kalupe u njihove izvorne oblike, već također može učiniti da rade bolje promjenom njihove strukture. Ovo pretvara kalupe iz "potrošnog materijala" u "pametnu imovinu".
Dizajniranje lagane i optimizirane topologije
Softver za simulaciju koristi se za optimizaciju topologije ploča za pojačanje kalupa uklanjanjem nepotrebnih materijala uz zadržavanje čvrstoće strukture. Upotrijebljena je šesterokutna rešetkasta struktura umjesto čvrstih rebrastih ploča za popravak kalupa kućišta određenog kućanskog aparata. Ovo je smanjilo težinu za 60% uz zadržavanje krutosti, smanjio prijenos topline od razdjelne ploče do kalupa i smanjio potrošnju energije sustava vrućeg toka za 15%.
Integracija mnogih poroznih prozračnih slojeva
Dodajte porozni, prozračni sloj na dno jezgre kalupa i koristite ventilacijsku šipku za-plinsko oblikovanje. Ovo će ukloniti površinske crte skupljanja na objektima lijevanim injekcijskim prešanjem. Prozračna struktura s 30% poroznosti dodana je jezgri kalupa kalupa za kućište mobilnog telefona pomoću 3D ispisa. To je površinu proizvoda učinilo glatkijom za 2 razine i povećalo učinkovitost proizvodnje za 25%.
Promjena površine metamaterijala
Korištenje mogućnosti slaganja sloj-po-sloja 3D ispisa za izradu mikro-nano strukturiranih premaza na površinama kalupa. Na primjer, tiskanje struktura koje izgledaju poput lotosovog lišća na površini plastičnih rupa kalupa čini 40% lakšim uklanjanje kalupa, a korištenje tehnologije laserskog oblaganja za nanošenje premaza od volfram karbida čini površinu tri puta otpornijom na habanje od uobičajenih metoda kromiranja.
3. Praksa u industriji: od "Validacije slučaja" do "Primjene mjerila"
Globalna proizvodna industrija brzo usvaja tehnologiju 3D ispisa metala za rješenja za popravak i oblikovanje kalupa koja funkcioniraju u mnogim područjima, uključujući zrakoplovstvo, automobilsku industriju, elektroniku itd.
polje zrakoplovstva
Boeing koristi selektivno taljenje elektronskim snopom (EBDM) za pričvršćivanje turbinskih lopatica na zrakoplove. Kada se prah legure titana rastali snopom elektrona u vakuumu, može se popraviti s točnošću od 0,01 mm. Razdoblje popravka skraćeno je sa 6 tjedana na 72 sata, a čvrstoća spoja između sloja popravka i podloge je 98% čvrstoće osnovnog materijala.
Volkswagen koristi lasersku tehnologiju gotovo neto oblika (LENS) za fiksiranje-kalupa za lijevanje u automobilskoj industriji. Korištenjem sinkronog dodavanja praha i laserskog oblaganja, na površini kalupa nastaje sloj martenzitnog čelika za starenje debljine 2 mm. Ovaj premaz je jak 52HRC i može podnijeti 100.000 ciklusa ubrizgavanja bez pucanja. Trošak popravaka je 40% niži nego kod tipične tehnologije elektrolučnog raspršivanja.
U svijetu proizvodnje elektronike, TSMC je koristio tehnologiju Nano Particle Spray Metal Forming (NPJ) za fiksiranje kalupa za pakiranje poluvodiča. Popravak kanala na mikro razmjerima moguć je raspršivanjem tekućine s nanočesticama bakra i sinteriranjem na niskoj-temperaturi. Obnovljeni kalup može povećati iskoristivost pakiranja čipsa s 92% na 99,5% i skratiti zastoje stroja uzrokovane curenjem rashladne tekućine.