Kalıp imalatında yaygın olarak kullanılan metal 3D baskı işlemleri nelerdir?

一, Toz yataklı eritme teknolojisi: Bu, yüksek hassasiyet ve karmaşık bir yapı anlamına gelir.
Toz yataklı eritme teknolojisi, metal tozu katmanlarını seçici olarak eritmek için yüksek-enerjili ışınlar kullanır. Artık kalıp yapımında kullanılan en yaygın prosedür türüdür. Bu teknolojilerin bazı örnekleri arasında seçici lazer eritme (SLM) ve elektron ışınıyla eritme (EBM) yer alır.
1. SLM teknolojisi: kalıp soğutma sistemleri için-oyun değiştirici
SLM, metal tozunu tek seferde bir katman halinde eritmek için yüksek-güçlü lazer ışınları kullanır. Bu, yoğunluğu %99,9'un üzerinde olan metal parçalar üretebilir. Konformal soğutma kanallarının tasarımı, kalıp yapımında temel değerinin ortaya çıktığı yerdir. Delme prosedürleri, geleneksel kalıp soğutma kanallarını doğrusal veya basit zikzak desenlerle sınırlandırır ve bu da onları soğutmada daha az etkili hale getirir. SLM teknolojisi, spiraller ve dendritler gibi düz olmayan su kanalları oluşturabilir. Bu, soğutmayı %40'tan fazla daha etkili hale getirir. Örneğin, Huawei telefonları çerçeve kalıbı için topoloji-optimize edilmiş kanal tasarımına geçtiğinde, tek bir parçanın yapımı için gereken süre 120 saniyeden 75 saniyeye çıktı ve verim oranı %89'dan %98'e çıktı.
2. EBM teknolojisi: Yüksek-sıcaklığa dayanıklı alaşımlar için kalıp yapmanın en iyi yolu
EBM teknolojisi, metal tozunu vakumda eritmek için bir elektron ışını kullanır. Özel faydaları şunlardır:
Malzeme uyumluluğu: Titanyum alaşımları ve nikel-bazlı yüksek-sıcaklık alaşımları gibi aktif metallerle iyi çalışır. Bu metaller genellikle havacılık ve otomobil motorlarında kullanılanlara benzer üst düzey kalıplarda kullanılır.
Artık stresin kontrol edilmesi: Elektron ışını tarama hızı oldukça yüksektir, bu da ısı stresini ve kalıp deformasyonu olasılığını büyük ölçüde azaltabilir.
İşler ne kadar iyi yapılıyor: Elektron ışınının enerji yoğunluğu lazerinkinden 3 ila 5 kat daha fazladır ve baskı hızı SLM'den %30 ila %50 daha hızlıdır.
Platinum'un uçak motorlarına yönelik titanyum alaşımlı kalıpları, karmaşık aerodinamik kanallar ekleyen EBM teknolojisi kullanılarak yapılmıştır. Bu, kalıpların daha uzun süre dayanmasını sağlar (8000 ila 25000 döngü) ve onları %42 daha hafif hale getirir.
2, Yönlendirilmiş Enerji Biriktirme Teknolojisi: Büyük Kalıpları Düzeltmenin ve Katkı Maddeleri Yapmanın Harika Bir Yolu
Yönlendirilmiş enerji biriktirme teknolojisi, büyük kalıpların yapımı ve sabitlenmesi için iyidir çünkü aynı anda metal tozunu veya teli hareket ettirebilir ve biriktirmeyi eritebilir. Net şekle yakın lazer (LENS) ve ark eklemeli imalat (WAAM), ana yöntemlerinden ikisidir.
1. LENS teknolojisi: degrade malzeme kalıpları yapmanın yeni bir yolu
LENS teknolojisi, metal parçacıkları eriterek ve aynı anda bunları konsantre bir lazer ışınıyla hareket ettirerek farklı malzemelerin birinden diğerine sorunsuz bir şekilde değişmesini mümkün kılar. Bu teknoloji, kalıp yapımı sürecinde işlevsel olarak derecelendirilmiş yapılara sahip basınçlı-kalıplar yapmak için kullanılır-:
Yüzey katmanı: çok güçlü ve aşınmaya karşı çok dayanıklı Kalıbın aşınmaya karşı daha dayanıklı olmasını sağlamak için kobalt krom alaşımı kullanılır.
Çekirdek katman: Kalıbın daha hafif olmasını ve ısıdan daha iyi kurtulmasını sağlamak için güçlü ve düşük-yoğunluklu bir alüminyum alaşımının kullanılması.
Standart homojen malzemelerle karşılaştırıldığında bu eğimli yapı, kalıbın 2-3 kat daha uzun süre dayanmasını sağlar ve %15-20 daha az enerji kullanır.
2. WAAM Teknolojisi: Büyük Kalıplar Yapmanın-Uygun Maliyetli Bir Yolu
WAAM aşağıdaki özelliklere sahiptir: metal teli eritmek için ısı kaynağı olarak bir elektrik arkı kullanır.
Düşük malzeme maliyeti: Metal telin maliyeti toz malzemelerin yalnızca-üçte biri ile yarısı-arasındadır.
Yüksek sedimantasyon verimliliği: Saatte 3-5 kg ​​metal birikebilir, bu da bir metre genişliğinde büyük kalıplar yapmaya yeterlidir.
Güçlü onarım kabiliyeti: Malzemeleri doğrudan mevcut kalıplara yerleştirerek çatlakları ve aşınmayı giderebilir.
Belirli bir otomobil şirketi, 2 tonluk bir motor silindirinin kalıbını sabitlemek için WAAM teknolojisini kullandı. Bu, yeni bir kalıp almaya kıyasla onarım maliyetini %68 oranında azalttı ve onarım süresini 45 günden 7 güne düşürdü.
3, Yapışkan püskürtme teknolojisi: küçük-ölçekli kalıpları daha verimli hale getirmenin bir yolu
Yapışkan püskürtme teknolojisi, yapıştırıcıyı yalnızca metal tozu parçacıklarının yapıştırılmasının gerekli olduğu yere püskürtür. Yağdan arındırılıp sinterlendikten sonra yoğun metal parçalar oluşturur. Bu teknoloji, toz yataklı eritme teknolojisinin boyut sınırlarını aşarak küçük kalıpların yapımı için en iyi çözüm haline gelir.
1. Teknoloji Açısından Faydalar
Hızlı üretim: Her katmanı ayrı ayrı eritmeye gerek yoktur ve baskı hızı SLM'den 5-10 kat daha hızlıdır.
Yüksek malzeme kullanımı: Bağlanmamış toz %100 oranında geri dönüştürülebilir, bu da malzeme maliyetlerini %30 ila %40 oranında azaltır.
Çok fazla geometrik özgürlük: Konformal soğutmalı plastik enjeksiyon kalıpları da dahil olmak üzere karmaşık iç boşluk geometrilerine sahip kalıplar yapabilir.
2. Kullanım Örnekleri
Belirli bir tıbbi cihaz şirketi, ortopedik implantlar için özel kalıplar yapmak amacıyla yapışkan püskürtme teknolojisini kullanıyor. Bir kalıp yapmanın maliyeti 12.000 yuan'dan 4.800 yuan'a düştü ve bir kalıp yapmak için gereken süre altı aydan 50 güne düştü. Bu teknoloji aynı zamanda mücevher kalıpları ve hassas elektronik kalıplar gibi alanlarda da yaygın olarak kullanılmaktadır. Kalıp imalatının daha fazla esnekliğe ve kişiselleştirmeye doğru ilerlemesine yardımcı oluyor.
4, Kalıp yapımının geleceği çoklu-süreç entegrasyonudur.
Teknoloji ilerledikçe kalıp imalatının çeşitli gereksinimlerini karşılamak için tek bir süreç artık yeterli değildir; dolayısıyla çeşitli süreçlerin birleştirilmesi sektörde yeni bir yol olarak ortaya çıktı.
SLM+CNC kompozit işleme: Öncelikle kalıbı boş olarak yazdırmak için SLM'yi kullanın. Daha sonra, kalıplama hızını yüzey doğruluğu ile dengeleyen hassas işleme için CNC'yi kullanın.
LENS ve ısıl işlemin birleştirilmesi: LENS biriktirme işlemi sırasında, kalıbın yüzey sertliğini 55HRC'nin üzerine çıkarmak için aynı zamanda lazerle söndürme yapılır.
Yapışkan püskürtme artı HIP yoğunlaştırma: Sıcak izostatik presleme (HIP), yapışkanla kaplanmış parçalardaki iç gözenekleri ortadan kaldırır. Bu da kalıp yoğunluğunun %99,5'in üzerinde olmasını sağlar.