Које су примене Ласер Повдер Бед Мелтинг (ЛПБФ) у производњи калупа?

1. Технички принцип: интеракција између микро контроле и макро обликовања
Главни део ЛПБФ технологије је могућност да се веома прецизно манипулише слојем металног праха. Постоје три корака у току процеса:
Расипање праха: Стругач равномерно распоређује метални прах преко платформе за формирање, правећи слој праха дебљине 20–100 μм. На густину праха директно утиче величина честица. На пример, метода плазма ротирајућих електрода (ПРЕП) прави прах Ти-6Ал-4В који има малу количину финог праха и добро тече. Густина праха може да достигне 55%–60%, што је много боље од поступка атомизације гаса (ГА).
Ласерски зрак{0}}високе енергије (100-1000 В) скенира слој праха дуж одређене путање, подижући локалну температуру изнад тачке топљења. Ово ствара растопљени базен који се брзо учвршћује. Можете да промените снагу ласера ​​(135–500 В), брзину скенирања (900–2000 мм/с) и дебљину слоја (30–50 μм) да бисте добили праву величину за базен талине (50–150 μм широк, 10–50 μм дубок) и брзину хлађења (10 ⁴–10 ⁴ К/с). Ово ће побољшати микроструктуру.
Слагање слојева по слој: Радите циклус наношења праха и топљења изнова и изнова док не добијете тродимензионални чврсти део. Овом поступку нису потребни калупи или алати за сечење, а може да створи „бесплатан дизајн“. Посебно је добар за структуре са којима је тешко радити стандардним методама, као што су дубоке шупљине, неправилни облици и танки зидови.
2. Главна предност је: превазилажење четири главна проблема у прављењу калупа на-старомодан начин
Интегрисано формирање компликованих структура
ЛПБФ може направити делове калупа које треба обрадити и саставити одвојено користећи традиционалне методе. На пример, једна компанија за производњу гума користила је ЛПБФ технологију за прављење блокова гумених калупа. Ово је смањило типичан процес, који је трајао 12 корака и 45 дана да се заврши, на 12 дана за један комад и удвостручио ефикасност израде више делова одједном. Век трајања калупа је побољшан на 200.000 пута, а грешка при монтажи је смањена са 0,1 мм на 0,02 мм.
Побољшање конформног система хлађења
ЛПБФ може направити круг воде за хлађење унутар калупа који одговара облику производа користећи дизајн оптимизације топологије. Након пројектовања конформног воденог кола за ињекцијски калуп кућишта клима уређаја у одређеној компанији за производњу кућних апарата, ефикасност хлађења је порасла за 42%, стопа савијања производа је опала за 67%, а један сет калупа је уштедео више од 120.000 јуана у трошковима електричне енергије сваке године.
Лагана и функционална интеграција
ЛПБФ помаже у лаганом дизајну, укључујући решеткасто пуњење и решеткасту конструкцију. ЛПБФ је направио носач батерије за одређено ново енергетско возило од легуре алуминијума. То га чини 38% лакшим и пролази тест преоптерећења од 150%, што повећава домет за 8%. Ова техника такође може комбиновати функционалне модуле као што су сензори и грејни елементи како би "опрема за калупе" радила заједно.
Брза итерација и производња која је прилагођена вашим потребама
ЛПБФ-у није потребна припрема калупа, а промена дизајна захтева само промену дигиталног модела. Ово смањује време потребно за истраживање и развој. Медицинска компанија је користила ЛПБФ да направи прилагођене ортопедске калупе за имплантате. Процедура је трајала само 72 сата од дизајна до испоруке, што је било 80% брже од претходних метода. Такође је омогућио верификацију неколико решења истовремено.
3. Уобичајени случај употребе је: Од врхунске-производње до масовне производње у области ваздухопловства
ЛПБФ се успешно користи за прављење калупа за делове који морају да раде на високим температурама и притисцима, као што су коморе за сагоревање мотора и радијатори турбине. На пример, Фраунхофер ИГЦВ у Немачкој користи демонстрационе делове ракетних мотора направљених од ЛПБФ{1}}. Подручје изложености високим-температурама је направљено од легуре бакра како би мотор био енергетски ефикаснији,-део који носи оптерећење је направљен од челика високе-чврстоће како би био поузданији, а спољна бакарна ребра служе и за хлађење и за подршку. Ови делови су 30% лакши и 25% поузданији од традиционалних мотора.
посао са аутомобилима
ЛПБФ у великој мери повећава ефикасност производње у прављењу основних калупа, укључујући калупе за{0}}ливање под притиском и калупе за бризгање, оптимизујући канале воде за хлађење и коришћењем лаких дизајна. Калуп за ливење под притиском{2}} од легуре магнезијума направљен од стране добављача аутомобилских делова који користи ЛПБФ траје 200.000 циклуса, што је три пута дуже од традиционалних калупа. Фабрика калупа за одбојнике користи технологију велике{6}}брзине наношења праха да убрза процес прављења једног комплета калупа са 18 на 11 дана, чиме се штеди 15% трошкова.
Здравство и потрошачка електроника
ЛПБФ је одличан за прављење малих, прецизних калупа. На пример, одређена фабрика калупа 3Ц производи калупе за оквире за мобилне телефоне користећи μ-ЛПБФ технологију (прецизност штампања од 2–5 μм), са минималном величином карактеристика од 50 μм и храпавостом површине Ра<0.8 μm, which meets optical grade standards. A dental company uses LPBF to make personalized invisible appliance molds, and by optimizing the design of the topology, it improves the uniformity of orthodontic force distribution by 40% and raises the patient adaptation rate from 85% to 98%.
4. Индустријски тренд: комбиновање технологија и обнова животне средине
Прављење структура са више материјала и градијента
ЛПБФ може направити калупе за хетерогене или градијентне материјале управљањем системом за довод праха. На пример, одређена компанија је направила калуп за материјал са градијентом у правцу КСИ који користи легуру на бази никла-у зони високих-температура да би је учинио отпорном на топлоту-и легуру бакра у зони хлађења како би била боља у провођењу топлоте. Механички и термички квалитети омогућавају несметан прелаз, а ефикасност је 50% већа од стандардних вишеслојних композитних калупа-.
Паметно побољшање процеса и управљање грешкама
ЛПБФ може предвидети заостало напрезање и деформацију у реалном времену користећи и термичке механичке моделе спајања и методе машинског учења. На пример, Аутодесков модел коначних елемената моделира температурна поља и поља напрезања која се јављају током ласерског скенирања. Одржава радијалне и ободне затезне варијације лопатица турбина од легуре титанијума испод 5% и продужава њихов век трајања за 30%.
Зелена производња и циркуларна економија
ЛПБФ материјал има стопу искоришћења од 90%, што је 40 процентних поена више од стандардне субтрактивне производње. Једна компанија је подигла стопу рециклирања праха на 85% и смањила цену једног комплета материјала за калупе за 20% поновним коришћењем праха који се није растопио и просијавањем. ЛПБФ такође испуњава прописе о зеленој производњи као што је „царбина на угљеник“ ЕУ јер не испушта никакву течност за сечење и користи веома мало енергије.