Kako metalni 3D ispis može riješiti problem proizvodnje složenih struktura kalupa?

1, Fleksibilni krug rashladne vode koji rješava glavni problem s injekcijskim prešanjem
Brzina izrade i kvaliteta proizvoda ovisi o tome koliko se kalupi hlade. Kanali za rashladnu vodu s ravnim rupama koriste se u tradicionalnim kalupima. Te je kanale teško zalijepiti za komplicirane površine šupljina, što uzrokuje prevelike lokalne temperaturne varijacije i nedostatke proizvoda poput savijanja i oznaka skupljanja. Koristeći metode optimizacije topologije, metalni 3D ispis može stvoriti konforman kanal vode za hlađenje koji savršeno odgovara obliku proizvoda. To vam omogućuje da kontrolirate temperaturu točno tamo gdje se stvara toplina i gdje se hladi.
Na primjer, vrijeme hlađenja kalupa za ručke na vratima automobila pošlo je s 18 sekundi na 12 sekundi nakon korištenja 3D tiskanog konformnog vodenog puta. Učinkovitost proizvodnje porasla je za 33%, a deformacija krivljenja proizvoda pala je s 0,8 mm na 0,2 mm. Prolaznost je porasla s 92% na 98,5%. Još važnije, ovaj koncept probija fizička ograničenja postojećih metoda - unutar stijenke jezgre kalupa debljine 0,5 mm, može se stvoriti spiralni rashladni kanal promjera 2 mm za izgradnju tro-dimenzionalne rashladne mreže. Konformni vodeni put na kalupu kućišta kućanskih aparata koji je otisnut opremom iSLM420 tvrtke Zhongrui Technology produljuje vijek trajanja kalupa za 40% i smanjuje broj pukotina uzrokovanih zamorom topline za 75%.
2, Inovacija u strukturi rešetke: stvaranje lakših kalupa i kombiniranje različitih funkcija
Što se tiče kalupa-za lijevanje pod tlakom, toplinski zamor visoko{1}}temperaturnih legura je glavni razlog zašto oni ne traju onoliko dugo koliko bi mogli. Metalni 3D ispis koristi biomimetičke rešetkaste strukture kako bi stvari bile lakše, poboljšale putove provođenja topline i održale stvari čvrstima. Kalup za tlačno lijevanje za određenu lopaticu motora zrakoplova koristio je TPMS (Three Period Minimally Curved Surface) dizajn rešetke. To je smanjilo težinu jezgre kalupa za 35% i udvostručilo njegovu otpornost na toplinski udar. Kontinuirani proizvodni ciklus produljen je s 5000 na 12000 kalupa.
Ova konstrukcijska prednost posebno je važna pri izradi dijelova za izolaciju. Izolacijski mezoni u standardnim vrućim sustavima su čvrsti, ali 3D ispis može napraviti šuplje heksagonalne rešetkaste mezone koji su 60% učinkovitiji u sprječavanju kretanja topline od razdjelne ploče do kalupa. Ovaj dizajn smanjuje ciklus injekcijskog prešanja za 22%, a količinu energije koja se koristi za 18% u kalupima za medicinske potrošne materijale.
3, Mikroporozni ispušni sustav: rješavanje industrijskog izazova nedostatka zarobljenog plina
Prilikom ubrizgavanja kalupa, ako se plin unutar šupljine kalupa ne može osloboditi dovoljno brzo, to bi moglo proizvesti probleme poput plinskih pruga i pečenja na površini proizvoda. Postoje dva glavna problema s tradicionalnim prozračnim čeličnim umetcima: prvo, oni mogu dopustiti strujanje zraka samo u jednom smjeru, a drugo, naprezanje ima tendenciju nakupljanja na mjestu gdje se prozračno područje susreće s gustim područjem. Metalni 3D ispis prelazi ta ograničenja i može stvoriti porozne objekte s više-smjernom prozračnošću.
Treća-generacija prozračnog čelika Laser Luminescence poboljšava pristup laserskog skeniranja za stvaranje gustog prozračnog sloja na površini kalupa s veličinom pora od 0,04 mm. U isto vrijeme gradi tro-trodimenzionalnu povezanu mrežu pora unutar kalupa. U primjeni kalupa za kontrolnu ploču automobila, ovaj koncept smanjuje stopu kvara zarobljenog plina sa 15% na 0,3%, bez zahtjeva za dodatnim ispušnim otvorima, pojednostavljujući konstrukciju kalupa. Što je još važnije, 3D ispis može učiniti da prozračni dijelovi i tijela kalupa rade zajedno, što znači da ne postoji mogućnost curenja šava kao kod tradicionalnih postupaka umetanja.
4, Integrirana proizvodnja složenih dijelova: Promjena lanca vrijednosti obrade kalupa
U tradicionalnoj izradi kalupa koristi se tehnika "odvojena obrada + montaža". To znači da važni dijelovi poput vrućih mlaznica, kosih vrhova i jastučića jezgre kalupa moraju proći kroz nekoliko koraka. Metalni 3D ispis oblikuje te komplicirane elemente sve odjednom koristeći ideju "integrirane proizvodnje". Na primjer, sustav vrućih mlaznica kalupa okvira određene marke mobilnog telefona treba 12 dijelova da bi se sastavili na uobičajeni način. S 3D ispisom možete napraviti cijelu vruću mlaznicu s integriranim kanalom protoka i utorom za ugradnju grijaćeg elementa. Vrijeme montaže skraćeno je sa 8 sati na 0,5 sati, a problem loma uzrokovan toplinskim širenjem i skupljanjem u potpunosti je riješen rezanjem šavova.
Ova promjena je najvidljivija kod izrade komada s tankim stijenkama. Program za simulaciju VoxelDance Engineering razvijen metodom Manga uspješno je riješio problem deformacije tiska tankih-stjenki od nehrđajućeg čelika 316L (debljina stijenke 0,3 mm) metodom "kompenzacije deformacije skeniranja". Ova metoda čini dijelove za kalupe rešetke automobila preciznijima, idući od ± 0,5 mm do ± 0,08 mm. Također skraćuje razdoblje istraživanja i razvoja za 60% i povećava korištenje materijala za 45%.
5, Tehnološka integracija: postavljanje nove paradigme proizvodnje kalupa
Metalni 3D ispis ne postoji izoliran, već je temeljito isprepleten s tehnologijama kao što su analiza simulacija i inteligentna detekcija. Strojevi tvrtke Zhongrui Technology imaju više-slojni optimizirani sustav polja vjetra koji može pratiti temperaturno polje praha u stvarnom vremenu. Također može automatski promijeniti postavke lasera kako bi nadoknadio toplinski stres i postigao gustoću od 99,95% za velike kalupe (poput kalupa za branik automobila koji su 1,2 m × 0,8 m). Koristeći alate za analizu protoka, dizajneri mogu poboljšati raspored kanala rashladne vode tijekom procesa modeliranja, što je iteracija zatvorene-petlje "ispisa simulacije dizajna".
U smislu obnove modela troškova, 3D ispis je pokazao jedinstvene prednosti. Na primjer, izrada kalupa za 1000 komada košta 280 000 juana tradicionalnim metodama (180 000 juana za razvoj kalupa), ali rješenje za 3D ispis košta 20% više po komadu, ali nema nikakvih troškova razvoja kalupa, čime se ukupni trošak smanjuje na 220 000 juana. Kada brzina ponavljanja proizvoda premaši standardno razdoblje povrata za kalup (općenito 12-18 mjeseci), ekonomičnost 3D ispisa postaje očiglednija.