Koji su metalni materijali za 3D ispis najčešće korišteni za proizvodnju kalupa?

1. Čelik za kalupe: ključ visoke tvrdoće i otpornosti na habanje
Čelik za kalupe glavni je materijal koji se koristi u metalnom 3D ispisu za izradu kalupa. Vrlo je robustan, otporan na trošenje i otporan na koroziju, što ga čini najboljim izborom za postupke vrućeg oblikovanja kao -lijevanje pod pritiskom i injekcijsko prešanje. Koristeći kalupni čelik i tehnologiju 3D ispisa, moguće je napraviti komplicirane strukture koje je teško napraviti tradicionalnim metodama, kao što su:
Određeni kalup za odbojnike vozila koristi spiralni fleksibilni vodeni kanal izrađen od 3D tiskanog čelika za kalupe. To smanjuje temperaturnu razliku između jezgre i površine s 45 stupnjeva na 8 stupnjeva, skraćuje vrijeme hlađenja za 30%, i smanjuje stopu savijanja proizvoda s 8% na 0,5%.
Lagani kalup: Kalup za potrošačku elektroniku lakši je za 42%, ali je i dalje čvrst. To je učinjeno optimizacijom oblika kalupa. U isto vrijeme, sada ima više prostora za krug rashladne vode, a ciklus injekcijskog prešanja je smanjen za 25%.
Integrirana proizvodnja vrućih mlaznica: toplinsko širenje i skupljanje mogu lako uzrokovati praznine i pukotine u tradicionalnim vrućim mlaznicama jer se sastoje od mnogo dijelova. 3D čelik za kalupe za tiskanje može poboljšati funkcioniranje vrućih mlaznica u cjelini, smanjiti greške u montaži i učiniti kvalitetu brizganih predmeta stabilnijom.
2. Legura titana: dvostruki napredak u pogledu male težine i otpornosti na koroziju
Budući da su čvrste, lagane i otporne na koroziju, legure titana vrlo su korisne u-izradi kalupa visoke klase. Neke od najčešćih upotreba su:
Zrakoplovni kalup: Kalup za lopaticu zrakoplovnog motora sastoji se od 3D-tiskane legure titana, koja ima rešetkastu strukturu koja ga čini laganim i jakim, a istovremeno ga čini otpornijim na visoke temperature do 600 stupnjeva.
Kalupi za medicinske implantate: legura titana izvrstan je materijal za kalupe za ortopedske implantate jer je biokompatibilna. Personalizirani kalup za zglob kuka izrađen 3D printanjem ima poroznu strukturu koja pomaže srastanju kostiju i skraćuje vrijeme oporavka pacijenta za 40%.
Optimiziranje složenog kanala protoka: Novi kalup za bateriju za električna vozila koristi tehnologiju 3D ispisa od legure titana. Unutar jezgre kalupa, kanali za poprečni protok dizajnirani su za poboljšanje učinkovitosti protoka rashladne tekućine za 50% i ujednačenost temperature baterije za 20%.
3. Aluminijska legura: dobra mješavina lakoće i toplinske vodljivosti
Aluminijska legura je najbolji materijal za izradu kalupa jer je lagana, dobro provodi toplinu i može se reciklirati. Ostvaruje dobru ravnotežu između cijene i učinkovitosti. Može se koristiti u sljedećim situacijama:
Kalup za automobilske komponente: Kalup za glavu cilindra određenog motora sastoji se od aluminijske legure koja je 3D tiskana. Biomimetička rešetkasta struktura čini ga 28% lakšim. U isto vrijeme, jaka toplinska vodljivost aluminijske legure koristi se za smanjenje vremena hlađenja za 15% i troškova izrade jednog komada za 18%.
Kalup za elektroničku robu široke potrošnje: kalup središnjeg okvira za određeni pametni telefon izrađen je 3D ispisom od aluminijske legure i ima stijenke debele samo 0,3 mm. Ciklus injekcijskog prešanja skraćen je s 45 sekundi na 32 sekunde, a iskorištenje proizvoda raste do 99,2% u kombinaciji s fleksibilnim vodenim putem.
Provjera brze iteracije: Aluminijska legura izvrstan je materijal za izradu prototipova kalupa jer je jeftina. Tvrtka koja proizvodi kućanske aparate koristila je 3D-ispisane kalupe od aluminijske legure za testiranje svojih proizvoda. Ovo je skratilo vrijeme potrebno za proizvodnju proizvoda s 8 tjedana na 3 tjedna i troškove promjene dizajna za 70%.
4. Legure na bazi nikla-: štitnici performansi u teškim uvjetima
Legure na bazi-nikla ključne su u proizvodnji kalupa koji mogu izdržati visoke temperature i pritiske jer su otporni na oksidaciju i koroziju. Obično se koristi za:
Kalup motora zrakoplova: poseban kalup lopatica turbine izgrađen je od legure na bazi nikla-koja može podnijeti temperature do 1200 stupnjeva i tlakove do 100 MPa. Traje tri puta dulje od običnih kalupa, a težina mu je smanjena za 22% zahvaljujući dizajnu topološke optimizacije.
Kalup za glavnu pumpu za nuklearnu elektranu: legure na bazi-nikla glavni su materijal za kalupe za opremu za nuklearnu elektranu jer mogu izdržati zračenje. Pomoću 3D ispisa izrađen je kalup impelera za glavnu pumpu nuklearne elektrane s kompliciranim kanalima protoka. To je učinilo hlađenje 40% učinkovitijim, a istovremeno zadovoljava potrebe brtvljenja u vrlo teškim uvjetima.
Određeni reakcijski kalup za kotlić koristi tehnologiju 3D ispisa-legure na bazi nikla kako bi njegova struktura ostala stabilna u korozivnim uvjetima. Ciklus održavanja produljen je sa svaka tri mjeseca na svakih osamnaest mjeseci, a ukupni trošak životnog ciklusa smanjen je za 65%.
5. Bakrena legura: maksimalno iskorištavanje toplinske vodljivosti
Bakrene legure izvrsne su za izradu kalupa koji trebaju brzo prenositi toplinu budući da dobro provode toplinu i elektricitet. Neka od mjesta gdje se može koristiti su:
Kalup za pakiranje poluvodiča izrađen je od 3D tiskane legure bakra. Učinkovitost hlađenja poboljšana je za 80% pomoću mikrometarskog-dizajna kanala. Ovo skraćuje ciklus pakiranja s 12 sekundi na 5 sekundi i povećava proizvodni kapacitet jedne-linije za 140%.
Bakrena legura ima visoku toplinsku vodljivost, što znači da može brzo širiti toplinu zavarivanja i spriječiti izradak od savijanja. 3D ispisom protočnih kanala od bakrene legure, kalup za zavarivanje novog modula baterije za energetsko vozilo povećao je učinak zavarivanja s 92% na 98,5%.
Kalup za mikro izmjenjivač topline: Kalup modula za disipaciju topline za određenu 5G baznu stanicu koristi tehnologiju 3D ispisa od legure bakra za izradu strukture koja je točno ispravna, s debljinom stijenke od 0,1 mm i promjerom kanala od 0,3 mm. Učinkovitost odvođenja topline je tri puta veća od one kod tipičnih dizajna.