Com s'utilitza la impressió 3D de metall en motlles-de fosa a pressió?

一, Els principals avantatges de la tecnologia d'impressió 3D de metall que fa possibles-motlles de fosa a pressió
1. Pots dissenyar edificis complicats de forma gratuïta, cosa que va més enllà del que l'artesania tradicional pot fer.
El canal d'aigua de refrigeració dels motlles clàssics de fosa a pressió-es realitza mitjançant un processament mecànic, cosa que dificulta l'obtenció d'un disseny uniforme de superfícies complicades o rebaixats profunds. Això pot causar problemes com el sobreescalfament local i l'esquerdament per fatiga tèrmica del motlle. La impressió 3D metàl·lica pot crear canals de refrigeració conformes apilant materials els uns sobre els altres. Això permet que el líquid de refrigeració afecti directament les-ubicacions d'alta temperatura i millori la distribució de la temperatura a la superfície del motlle. Platinum Technology, per exemple, utilitza material BLT-18Ni300 per fabricar motlles per a la fosa d'aliatges d'alumini. En optimitzar el disseny dels canals de flux intern, l'eficiència de refrigeració augmenta en més d'un 30%, la vida útil del motlle es duplica en comparació amb mètodes anteriors i la taxa de rendiment del producte augmenta del 85% al ​​99%.
2. Per reduir les despeses generals, trobeu un equilibri entre el pes lleuger i la resistència estructural.
La fabricació tradicional de motlles utilitza molt tall de metall, però només s'utilitza un 30% del material. La construcció del motlle pesat també fa que sigui més car el seu moviment i manteniment. La tecnologia d'optimització de topologia s'utilitza en la impressió 3D de metall per eliminar materials innecessaris i trobar el millor equilibri entre pes i resistència estructural. El motlle de fosa-d'aliatge d'alumini que mostra Platinum Lite només pesa 27 kg, que és un 40% més lleuger que els motlles típics. També és prou fort per treballar a altes temperatures i altes pressions. A més, la tecnologia d'emmotllament integrada de la impressió 3D redueix el nombre de peces que s'han d'ajuntar, atura l'expansió tèrmica i els canvis de contracció que es produeixen quan s'uneixen les peces i fa que el motlle sigui encara més estable.
3. Iteracions ràpides i producció flexible per accelerar el cicle de desenvolupament
Fer motlles a la-moda antiga requereix molt de temps i molts passos, com ara dissenyar-los, tallar-los, soldar-los i muntar-los. També costa molt canviar el disseny. La impressió 3D de metall impulsa directament la fabricació mitjançant models digitals, cosa que facilita la realització de prototips ràpidament i millores amb el pas del temps. Per exemple, Broadcom Precision utilitza equips de la sèrie Huashu High Tech FS273M per oferir serveis de procés complets per-motlles de fosa a pressió per a carques de bateries de vehicles d'energia nova. Això redueix el cicle de desenvolupament de 45 dies en processos tradicionals a 7 dies, redueix el cost de cada peça en un 60% i aconsegueix amb èxit una aplicació-a gran escala amb una producció anual de 100.000 conjunts.
2, Un avenç tecnològic important en la impressió 3D de metall per a motlles de fosa a pressió-
1. Nous materials: fer que la resistència a la calor i la conductivitat tèrmica funcionin millor juntes
Els motlles de fosa a pressió han de suportar l'impacte de l'alumini líquid a temperatures elevades per sobre dels 600 graus, la qual cosa requereix criteris estrictes per a la resistència al craqueig tèrmic del material, la resistència al desgast i la conductivitat tèrmica. La impressió 3D de metall ara pot utilitzar acer per eines H13, acer envellit martensític MS1, aliatges de coure i altres materials de manera estable. També ha pogut millorar el rendiment mitjançant la tecnologia de reforç del post-processament. Per exemple, una empresa va fabricar un material compost a base de coure-que té una duresa de 52HRC i una conductivitat tèrmica de 120 W/(m · K) després de ser tractat amb extinció làser. Això satisfà les necessitats d'ús-a llarg termini dels motlles de fosa a pressió-per a les pales dels motors d'avió.
2. Optimització de processos: treball amb diversos làsers i control intel·ligent de paràmetres
Els fabricants d'equips d'impressió sempre estan trobant maneres de superar els obstacles tecnològics per fer que la impressió sigui més ràpida i precisa. La Platinum BLT-S450 pot fer impressió col·laborativa amb vuit làsers i té una mida de conformació de 450 mm × 450 mm × 500 mm. La velocitat d'impressió és un 300% més ràpida que la dels dispositius làser individuals. Un sistema intel·ligent de control de paràmetres pot canviar automàticament la potència del làser, la velocitat d'escaneig i altres paràmetres en funció de les propietats del material per assegurar-se que la qualitat de la superfície i la força d'unió entre capes són altes. Per exemple, quan es fa motlles de fosa a pressió per a un determinat tipus de bloc de cilindres de motor d'automòbil, l'equip BLT-S450 funciona contínuament durant 7 × 24 hores, reduint el temps que triga a imprimir un únic motlle de 72 hores a 24 hores i mantenint la precisió dimensional en ± 0,05 mm.
3. Enfortiment després del tractament: millora tant el rendiment de la superfície com la vida a la fatiga
La rugositat superficial (Ra superior o igual a 6,3 μm) i la tensió residual interna de les peces metàl·liques impreses en 3D poden afectar el bon funcionament del motlle, per la qual cosa s'han de millorar mitjançant tècniques de post-tractament. Les tecnologies més populars actualment són:
Tractament tèrmic: el recuit elimina l'estrès intern i fa que el material sigui més fort;
Sorra i poliment: per reduir la possibilitat que l'alumini s'enganxi, feu que la superfície sigui menys rugosa baixant el Ra a 0,8 μ m o menys.
Revestiment amb làser: posant un recobriment a la superfície del motlle que sigui resistent al desgast perquè duri més.
Per exemple, una empresa específica va idear un procediment de post{0}}tractament compost per al motlle de fosa a pressió-de carques de motor de vehicles d'energia nova que ha millorat la vida útil del motlle de 30.000 vegades a 120.000 vegades i ha reduït el cost per peça en un 75%.
3, exemples de com funciona la indústria i com podria guanyar diners
1. A l'àrea de vehicles d'energia nova,-motlles de fosa a pressió per a carcasses de bateries
Una de les principals empreses que fabriquen vehicles d'energia nova utilitza la impressió 3D metàl·lica per fer motlles de fosa a pressió-per a carcasses de bateries. El disseny d'un canal d'aigua de refrigeració conforme augmenta la uniformitat de la temperatura del motlle de ± 15 graus a ± 3 graus, redueix el temps de cicle en un 35% i allarga la vida útil d'un motlle únic a més de 80.000 vegades, que és un 40% més llarg que els motlles típics d'acer H13. A més, l'estructura lleugera de la impressió 3D fa que els motlles siguin un 50% més lleugers, fa que la manipulació sigui un 60% més eficient i redueix les despeses en un 45%.
2. En el camp aeroespacial, hi ha la matriu de forja del disc de la turbina del motor.
Per fer matrius de forja de discos de turbina per a un determinat tipus de motor d'avió, els mètodes tradicionals necessiten soldar i unir 100 peces separades, cosa que pot trigar fins a 11 mesos a lliurar-se. Després d'utilitzar la tecnologia DMLS d'Optisys, el motlle s'ha fet en una sola unitat, que redueix el pes en un 95% i el termini de lliurament a 2 mesos. La rigidesa del motlle s'ha millorat un 25% gràcies al disseny d'optimització de la topologia, que satisfà les necessitats de treballar a altes temperatures i altes pressions.
3. Al món de l'electrònica de consum, una carcassa d'ordinador portàtil{1}}motlle de fosa a pressió
Una gran empresa que fabrica productes electrònics de consum utilitza la impressió 3D de metall per fer motlles de fosa a pressió-per a estoigs per a portàtils. El canal d'aigua de refrigeració conforme redueix la deformació del producte del 0,5% al ​​0,15%, i el disseny de l'estructura de gelosia interna redueix el pes en un 40% mentre manté la resistència. El motlle s'utilitza a gran escala, fent 500.000 jocs a l'any. El cost per component ha baixat un 30% en comparació amb els mètodes anteriors.