การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะสามารถแก้ปัญหาการผลิตโครงสร้างแม่พิมพ์ที่ซับซ้อนได้อย่างไร

1, วงจรน้ำหล่อเย็นแบบยืดหยุ่นที่ช่วยแก้ปัญหาหลักของการฉีดขึ้นรูป
ความเร็วในการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขึ้นอยู่กับความเย็นของแม่พิมพ์ฉีด ช่องน้ำหล่อเย็นรูตรงใช้ในแม่พิมพ์แบบดั้งเดิม ช่องเหล่านี้เกาะติดกับพื้นผิวช่องที่ซับซ้อนได้ยาก ซึ่งทำให้อุณหภูมิในท้องถิ่นเปลี่ยนแปลงมากเกินไป และข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์ เช่น เครื่องหมายการบิดเบี้ยวและการหดตัว ด้วยการใช้วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยี การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะสามารถสร้างช่องน้ำหล่อเย็นที่สอดคล้องกับรูปร่างของผลิตภัณฑ์ได้อย่างสมบูรณ์แบบ ซึ่งช่วยให้คุณควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำจากบริเวณที่เกิดความร้อนและบริเวณที่ระบายความร้อน
ตัวอย่างเช่น เวลาในการทำความเย็นสำหรับแม่พิมพ์มือจับประตูรถยนต์เพิ่มขึ้นจาก 18 วินาทีเป็น 12 วินาทีหลังจากใช้ทางน้ำที่พิมพ์แบบ 3D ประสิทธิภาพการผลิตเพิ่มขึ้น 33% และการบิดงอของผลิตภัณฑ์ลดลงจาก 0.8 มม. เป็น 0.2 มม. อัตราการผ่านเพิ่มขึ้นจาก 92% เป็น 98.5% ที่สำคัญกว่านั้น แนวคิดนี้ทำลายข้อจำกัดทางกายภาพของวิธีการที่มีอยู่ - ภายในผนังแกนแม่พิมพ์หนา 0.5 มม. ช่องระบายความร้อนแบบเกลียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มม. อาจถูกสร้างขึ้นเพื่อสร้างเครือข่ายการทำความเย็นแบบสามมิติ- ทางน้ำที่สอดคล้องบนแม่พิมพ์เปลือกเครื่องใช้ในบ้านที่พิมพ์โดยอุปกรณ์ iSLM420 ของ Zhongrui Technology ช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ได้ 40% และลดจำนวนรอยแตกที่เกิดจากความล้าจากความร้อนได้ 75%
2 นวัตกรรมในโครงสร้างขัดแตะ: ทำให้แม่พิมพ์มีน้ำหนักเบาขึ้นและผสมผสานฟังก์ชันต่างๆ
ในส่วนของแม่พิมพ์-การหล่อแบบตายตัว ความล้าจากความร้อนของวัสดุโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง-เป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้แม่พิมพ์อยู่ได้ไม่นานเท่าที่จะเป็นไปได้ การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะใช้โครงสร้างขัดแตะทางชีวภาพเพื่อทำให้สิ่งของมีน้ำหนักเบาขึ้น ปรับปรุงเส้นทางการนำความร้อน และรักษาสิ่งของให้แข็งแรง แม่พิมพ์หล่อสำหรับใบพัดเครื่องยนต์เครื่องบินโดยเฉพาะใช้การออกแบบโครงตาข่าย TPMS (Three Period Minimally Curved Surface) ซึ่งช่วยลดน้ำหนักของแกนแม่พิมพ์ลง 35% และเพิ่มความยืดหยุ่นต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันเป็นสองเท่า วงจรการผลิตต่อเนื่องยาวขึ้นจาก 5,000 เป็น 12,000 แม่พิมพ์
ประโยชน์ทางโครงสร้างนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อทำชิ้นส่วนสำหรับฉนวน ฉนวนมีซอนในระบบวิ่งร้อนมาตรฐานนั้นมีความแข็ง แต่การพิมพ์ 3D สามารถสร้างมีซอนตาข่ายหกเหลี่ยมกลวงได้ ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่า 60% ในการรักษาความร้อนจากการเคลื่อนจากแผ่นแยกไปยังแม่พิมพ์ การออกแบบนี้ลดรอบการฉีดขึ้นรูปลง 22% และลดปริมาณพลังงานที่ใช้ในแม่พิมพ์สำหรับวัสดุสิ้นเปลืองทางการแพทย์ลง 18%
3, ระบบไอเสียที่มีรูพรุนขนาดเล็ก: แก้ปัญหาความท้าทายในอุตสาหกรรมเกี่ยวกับการขาดก๊าซที่ติดอยู่
เมื่อฉีดขึ้นรูป หากไม่สามารถปล่อยก๊าซภายในโพรงแม่พิมพ์ได้เร็วเพียงพอ อาจก่อให้เกิดปัญหา เช่น ริ้วก๊าซและการเผาไหม้บนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ มีปัญหาหลักสองประการเกี่ยวกับเม็ดมีดที่ทำจากเหล็กระบายอากาศแบบดั้งเดิม ประการแรก จะทำให้อากาศไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น และประการที่สอง ความเครียดมีแนวโน้มที่จะสะสม ณ จุดที่พื้นที่ระบายอากาศบรรจบกับพื้นที่หนาแน่น การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะทำลายขีดจำกัดเหล่านี้และสามารถสร้างวัตถุที่มีรูพรุนด้วยการระบายอากาศได้หลาย- ทิศทาง
วิธีการเหล็กระบายอากาศรุ่นที่ 3 ของ Laser Luminescence- ช่วยปรับปรุงวิธีการสแกนด้วยเลเซอร์เพื่อสร้างชั้นระบายอากาศที่หนาแน่นบนพื้นผิวของแม่พิมพ์ที่มีขนาดรูพรุน 0.04 มม. ในขณะเดียวกัน ก็สร้างเครือข่ายรูพรุนที่เชื่อมต่อสามมิติ-ภายในแม่พิมพ์ ในการใช้แม่พิมพ์แผงหน้าปัดรถยนต์ แนวคิดนี้จะช่วยลดอัตราข้อบกพร่องของก๊าซที่ติดอยู่จาก 15% เหลือ 0.3% โดยไม่ต้องมีพอร์ตไอเสียเพิ่มเติม ทำให้การสร้างแม่พิมพ์ง่ายขึ้น ที่สำคัญกว่านั้น การพิมพ์ 3 มิติสามารถทำให้ชิ้นส่วนที่ระบายอากาศได้และตัวแม่พิมพ์ทำงานร่วมกันได้ ซึ่งหมายความว่าไม่มีความเป็นไปได้ที่ตะเข็บจะรั่วเหมือนกับขั้นตอนการฝังแบบดั้งเดิม
4 การผลิตชิ้นส่วนที่ซับซ้อนแบบบูรณาการ: การเปลี่ยนแปลงห่วงโซ่คุณค่าของการแปรรูปแม่พิมพ์
ในการทำแม่พิมพ์แบบดั้งเดิม จะใช้เทคนิค "การประมวลผลแบบแยกส่วน + การประกอบ" ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนที่สำคัญ เช่น หัวฉีดร้อน ส่วนยอดเอียง และแผ่นรองแกนแม่พิมพ์ จะต้องผ่านหลายขั้นตอน การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะสร้างองค์ประกอบที่ซับซ้อนเหล่านี้พร้อมกันโดยใช้แนวคิด "การผลิตแบบครบวงจร" เช่น ระบบ hot nozzle ของกรอบแม่พิมพ์ของมือถือบางยี่ห้อ ต้องใช้ชิ้นส่วน 12 ชิ้นมาประกอบกันตามปกติ ด้วยการพิมพ์ 3D คุณสามารถสร้างหัวฉีดร้อนทั้งหมดที่มีช่องการไหลในตัวและร่องการติดตั้งองค์ประกอบความร้อน เวลาในการประกอบจะลดลงจาก 8 ชั่วโมงเหลือ 0.5 ชั่วโมง และปัญหาการแตกหักที่เกิดจากการขยายตัวและการหดตัวจากความร้อนจะได้รับการแก้ไขโดยสิ้นเชิงด้วยการตัดตะเข็บลง
การเปลี่ยนแปลงนี้สังเกตได้ชัดเจนที่สุดเมื่อสร้างชิ้นงานที่มีผนังบาง โปรแกรมจำลองทางวิศวกรรม VoxelDance ที่พัฒนาโดยวิธี Manga ประสบความสำเร็จในการแก้ปัญหาการเสียรูปในการพิมพ์ของชิ้นส่วนผนังบางสแตนเลส 316L{2}} (ความหนาของผนัง 0.3 มม.) ด้วยวิธี "สแกนการชดเชยการเปลี่ยนรูป" วิธีนี้ทำให้ชิ้นส่วนสำหรับแม่พิมพ์กระจังหน้ารถยนต์มีความแม่นยำมากขึ้น ตั้งแต่ ± 0.5 มม. ถึง ± 0.08 มม. นอกจากนี้ยังลดระยะเวลาการวิจัยและพัฒนาลง 60% และเพิ่มการใช้วัสดุลง 45%
5. การบูรณาการทางเทคโนโลยี: การสร้างกระบวนทัศน์ใหม่ของการผลิตแม่พิมพ์
การพิมพ์โลหะ 3D ไม่ได้มีอยู่อย่างโดดเดี่ยว แต่มีการเชื่อมโยงอย่างทั่วถึงกับเทคโนโลยี เช่น การวิเคราะห์แบบจำลอง และการตรวจจับอัจฉริยะ เครื่องจักรของ Zhongrui Technology มีระบบสนามลมที่ได้รับการปรับปรุงหลาย-ชั้น ซึ่งสามารถจับตาดูสนามอุณหภูมิของพาวเดอร์เบดแบบเรียลไทม์ นอกจากนี้ยังสามารถเปลี่ยนการตั้งค่าเลเซอร์ได้โดยอัตโนมัติเพื่อชดเชยความเครียดจากความร้อนและมีความหนาแน่น 99.95% สำหรับแม่พิมพ์ขนาดใหญ่ (เช่น แม่พิมพ์กันชนรถยนต์ที่มีขนาด 1.2 ม. × 0.8 ม.) การใช้เครื่องมือวิเคราะห์การไหล นักออกแบบสามารถปรับปรุงการจัดเรียงช่องน้ำหล่อเย็นในระหว่างกระบวนการสร้างแบบจำลอง ซึ่งเป็น-การวนซ้ำแบบปิดของ "การพิมพ์การจำลองการออกแบบ"
ในแง่ของการสร้างโมเดลต้นทุนขึ้นใหม่ การพิมพ์ 3 มิติได้แสดงข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใคร ตัวอย่างเช่น การสร้างแม่พิมพ์สำหรับ 1,000 ชิ้นมีราคา 280,000 หยวนด้วยวิธีการแบบดั้งเดิม (180,000 หยวนสำหรับการพัฒนาแม่พิมพ์) แต่โซลูชันการพิมพ์ 3 มิติมีราคาสูงกว่า 20% ต่อชิ้น แต่ไม่มีค่าใช้จ่ายในการพัฒนาแม่พิมพ์ ทำให้ต้นทุนรวมลดลงเหลือ 220,000 หยวน เมื่อความเร็วในการทำซ้ำของผลิตภัณฑ์เกินระยะเวลาคืนทุนของแม่พิมพ์มาตรฐาน (โดยทั่วไปคือ 12-18 เดือน) ความคุ้มค่าของการพิมพ์ 3 มิติจะชัดเจนยิ่งขึ้น