เหตุใดการเพิ่มประสิทธิภาพระบบหล่อเย็นของแม่พิมพ์จึงเหมาะสำหรับการพิมพ์โลหะ 3 มิติ

ประการแรก ปัญหาการออกแบบด้วยระบบระบายความร้อนมาตรฐาน: เปลี่ยนจาก "การเจาะตรง" ไปสู่ ​​"ความไม่สมดุลทางความร้อน"
วิธีการทำความเย็นแม่พิมพ์แบบคลาสสิกใช้เทคนิคการเจาะข้ามของเครื่องมือกล และวงจรน้ำหล่อเย็นมักจะเป็นเส้นตรงหรือขาด การออกแบบนี้มีปัญหาหลักสามประการ:
คลองตรงไม่พอดีกับพื้นผิวโค้งที่ซับซ้อนของโพรงแม่พิมพ์ ซึ่งทำให้ระยะการทำความเย็นไม่สม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่น เมื่อแม่พิมพ์กันชนรถยนต์ใช้คลองทั่วไป อุณหภูมิที่แตกต่างกันบนพื้นผิวของแกนกลางเกิน 45 องศา ระยะเวลาในการทำความเย็นในพื้นที่จะยาวขึ้น 30% และอัตราการบิดเบี้ยวของผลิตภัณฑ์จะสูงถึง 8%
ความเข้มข้นของความเครียดจากความร้อน: แกนแม่พิมพ์เย็นลงไม่สม่ำเสมอ ซึ่งทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิที่ทำให้เกิดรอยแตกเมื่อยล้าจากความร้อน หลังจากการผลิตติดต่อกันในปี 2000 แม่พิมพ์หล่อตาย-ชิ้นหนึ่งทำให้แกนของมันพังเพราะร้อนเกินไปในจุดเดียว ค่าบำรุงรักษาอยู่ที่ 35% ของราคาโดยรวมของแม่พิมพ์
วัสดุสิ้นเปลืองจำนวนมาก: ในงานหัตถกรรมแบบดั้งเดิม จำเป็นต้องมีพื้นที่สำหรับการประมวลผลทางน้ำ และแม่พิมพ์จะต้องแยกกันก่อนจึงจะประกอบเข้าด้วยกันได้ เมื่อแม่พิมพ์สำหรับใบมีดเครื่องยนต์เครื่องบินใช้เทคโนโลยีแบบดั้งเดิม อัตราการตัดวัสดุจะสูงถึง 72% หากมีข้อผิดพลาดในการประกอบ โอกาสที่วงจรน้ำหล่อเย็นจะอุดตันจะเพิ่มขึ้น 20%
2 เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะได้ก้าวไปข้างหน้าอย่างมาก: จาก "การปรับตัวแบบพาสซีฟ" ไปจนถึง "การออกแบบเชิงรุก"
กระบวนการหลอมและซ้อนทีละชั้นในการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะเปลี่ยนวิธีการออกแบบระบบทำความเย็นแบบเดิมโดยสิ้นเชิง ประโยชน์หลักจะแสดงในลักษณะต่อไปนี้:
1. วงจรน้ำหล่อเย็นแบบยืดหยุ่นที่ช่วยให้คุณปรับสนามอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำมาก
การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะสามารถสร้างวงจรน้ำหล่อเย็นที่สอดคล้องกับรูปร่างของโพรงแม่พิมพ์ได้อย่างสมบูรณ์แบบ คลองคอนฟอร์มอลเกลียวทรงกรวยที่ Bastech สร้างขึ้นสำหรับการประกอบทางอุตสาหกรรมได้รับการปรับปรุงด้วยซอฟต์แวร์ Cimatron พื้นที่ผิวทางน้ำเพิ่มขึ้นจาก 24.2 ตารางนิ้วเป็น 52.2 ตารางนิ้ว และประสิทธิภาพการทำความเย็นเพิ่มขึ้น 116% ผลการทดสอบจริงพบว่าเวลาในการทำความเย็นของแม่พิมพ์ลดลงจาก 10.5 วินาทีเหลือ 7.5 วินาที รอบเวลาลดลง 14% และอัตราของเสียของผลิตภัณฑ์ลดลงจาก 5.2% เป็น 0.8%
2. โครงสร้างการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยี: การแก้ไขข้อขัดแย้งระหว่าง "ความแข็งแกร่งของวัสดุ"
เพื่อให้แน่ใจว่าแม่พิมพ์จะแข็งแรง แม่พิมพ์แบบดั้งเดิมจำเป็นต้องมีโครงสร้างที่แข็งแรง ในทางกลับกัน การพิมพ์ด้วยโลหะ 3D สามารถสร้างโครงสร้างภายในที่มีน้ำหนักเบาได้โดยใช้การปรับโทโพโลยีให้เหมาะสม ตัวอย่างเช่น แม่พิมพ์ใหม่สำหรับกล่องแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ามีโครงสร้างขัดแตะที่ช่วยลดน้ำหนักลง 42% ในขณะที่ยังคงความแข็งแกร่งเท่าเดิม นอกจากนี้ยังเพิ่มพื้นที่มากขึ้น 60% สำหรับวงจรน้ำหล่อเย็น และลดรอบการฉีดขึ้นรูปลง 25%
3. การพิมพ์คอมโพสิตหลาย-วัสดุ: ทำให้ "การระบายความร้อนแบบไล่ระดับตามหน้าที่" เป็นไปได้
เครื่องพิมพ์ 3D โลหะขั้นสูงสามารถฝากวัสดุต่างๆ ไว้ในลักษณะไล่ระดับสีได้ ตัวอย่างเช่น แม่พิมพ์สำหรับใบพัดกังหันของเครื่องยนต์อากาศยานใช้โครงสร้างคอมโพสิตของ "พื้นผิวโลหะผสมทองแดงที่มีค่าการนำความร้อนสูง + แกนโลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูง-" ทำให้อุณหภูมิพื้นผิวของแม่พิมพ์สม่ำเสมอขึ้น 30% และมีอายุยาวนานกว่ากระบวนการแบบเดิมถึง 2.3 เท่า
3 การวิเคราะห์ต้นทุน-ผลประโยชน์: จาก "ราคาต่อหน่วยสูง" ไปจนถึง "ความได้เปรียบตลอดอายุการใช้งาน"
แม้ว่าอุปกรณ์และวัสดุการพิมพ์ 3D โลหะจะมีราคาแพง แต่ผลประโยชน์ด้านต้นทุนตลอดอายุการใช้งานก็มีความสำคัญในสถานการณ์เมื่อคุณต้องการสร้าง-มูลค่าเพิ่ม-สูงจำนวนเล็กน้อย:
1. ต้นทุนวัสดุ: จาก "ของเสีย 70%" เป็น "การใช้ 95%"
โดยทั่วไปจะใช้เวลา 60% ถึง 75% ของวัสดุในการสร้างแม่พิมพ์ ในขณะที่การพิมพ์ 3D โลหะใช้วัสดุมากกว่า 95% ตัวอย่างเช่น การสร้างแม่พิมพ์สำหรับการปลูกถ่ายทางการแพทย์โดยใช้วิธีการแบบดั้งเดิมต้องใช้ช่องว่างโลหะผสมไทเทเนียม 12 กิโลกรัม ในขณะที่การพิมพ์ 3 มิติต้องการผงเพียง 1.8 กิโลกรัม ซึ่งช่วยประหยัดวัสดุได้ 85%
2. ต้นทุนการประมวลผล: จาก "การทำงานร่วมกันหลาย- กระบวนการ" ไปจนถึง "การรวมอุปกรณ์เดี่ยว"
การผลิตแม่พิมพ์แบบดั้งเดิมต้องใช้ 12 ขั้นตอน เช่น การกัด CNC การตัดเฉือนด้วยไฟฟ้า และการตัดลวด กระบวนการทั้งหมดอาจใช้เวลานานถึง 4-6 สัปดาห์ เครื่องจักรเพียงเครื่องเดียวสามารถพิมพ์โลหะ 3 มิติได้โดยตรง และด้วยการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำเพียงเล็กน้อย ก็สามารถรับความหยาบผิว Ra0.8 μm ได้ การทดสอบจริงของ Bastech เผยให้เห็นว่าแม่พิมพ์ที่พิมพ์แบบ 3 มิติใช้เวลาในการเขียนโปรแกรมและผลิตน้อยลง 80% เมื่อเทียบกับวิธีการแบบเดิม และต้นทุนในการประมวลผลชิ้นเดียวก็ลดลง 40%
3. ต้นทุนที่ซ่อนอยู่: จาก "การออกแบบประนีประนอม" ไปจนถึง "การทำซ้ำอย่างรวดเร็ว"
การเปิดแม่พิมพ์แบบเดิมมีค่าใช้จ่ายสูง และหากคุณต้องการเปลี่ยนการออกแบบ คุณจะต้องสร้างแม่พิมพ์ใหม่ซึ่งมีราคา 30% ถึง 50% ของต้นทุนเดิม การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะทำให้การเปลี่ยนโมเดลคอมพิวเตอร์ให้เป็นแม่พิมพ์จริงได้อย่างรวดเร็วเป็นเรื่องง่าย ด้วยการพิมพ์ 3 มิติ ธุรกิจอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคสามารถลดเวลาที่ใช้ในการเปลี่ยนแปลงผลิตภัณฑ์จากสามเดือนเหลือเพียงสองสัปดาห์ ซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถใช้ประโยชน์จากโอกาสทางการตลาดพร้อมทั้งประหยัดเงินในการลองผิดลองถูกได้ถึง 6 ล้านหยวน
4. การฟื้นฟูระบบนิเวศทางอุตสาหกรรม: การย้ายจาก "การทดแทนเทคโนโลยี" ไปสู่ ​​"การยกระดับกระบวนทัศน์"
การพิมพ์โลหะ 3 มิติกำลังเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมแม่พิมพ์ด้วยการผสมผสาน "บริการออกแบบการผลิต" เข้าด้วยกัน:
การทำงานร่วมกันในระบบนิเวศซอฟต์แวร์: Cimatron, Moldex3D และเครื่องมืออื่นๆ ทำให้กระบวนการ "การสร้างเส้นทางการพิมพ์การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบการจำลองการระบายความร้อน" เป็นไปได้อย่างเต็มที่ ตัวอย่างเช่น B&J Specialty ค้นพบผ่านการสร้างแบบจำลอง Moldex3D ว่าแม่พิมพ์มาตรฐานมีช่วงอุณหภูมิ 132 องศา แต่คลองที่พิมพ์แบบ 3D- จะรักษาช่วงอุณหภูมิไว้ที่ 18 องศา
3D Systems, Platinum Technology และบริษัทอื่นๆ ได้สร้างผงพิเศษ เช่น เหล็กกล้ามาร์เทนซิติกเอจจิ้ง และเหล็กกล้าแม่พิมพ์ 18Ni300 วัสดุใหม่เหล่านี้มีค่าการนำความร้อนสูงกว่า 20% และต้านทานความล้าได้สูงกว่าวัสดุแบบดั้งเดิมถึง 3 เท่า
การอัพเกรดโมเดลบริการ: แทนที่จะขาย "ฮาร์ดแวร์" ผู้ผลิตอุปกรณ์กลับขาย "ผลลัพธ์ของโซลูชัน" Bolite ได้เริ่มนำเสนอโซลูชันที่รวม "ฐานข้อมูลอุปกรณ์ วัสดุ และกระบวนการ" เข้าด้วยกัน ราคาผงโลหะผสมไทเทเนียมของบริษัทลดลง 50% ตั้งแต่ปี 2020 และแพลตฟอร์ม Internet of Things ทำให้สามารถเตือนเกี่ยวกับความล้มเหลวของอุปกรณ์ได้ ซึ่งทำให้เปอร์เซ็นต์รายได้จากการบริการเพิ่มขึ้นเป็น 30%