Које су основне предности коришћења металне 3Д штампања у производњи калупа?

1. Пробијање граница дизајна: Креирање сложених структура на слободан- начин
Логика "уклањања материјала" суптративне обраде ограничава традиционалну производњу калупа. Може бити тешко направити сложене унутрашње канале за проток, неравне површине и друге структуре, или може захтевати састављање неколико делова, што повећава трошкове и смањује поузданост. „Слој по слој“ карактеристично за металну 3Д штампу у потпуности пркоси овој баријери. Његове главне предности су:
Дизајн конформног канала воде за хлађење: Са технологијом ласерског топљења слоја праха (ЛПБФ), спиралне, мрежасте или биомиметичке геометрије канала протока које се чврсто уклапају у шупљину калупа могу се директно произвести. На пример, Цонфлук Тецхнологи у Аустралији је направила 3Д-штампани измењивач топлоте за ваздухопловни сектор са зидовима који су са унутрашње стране дебљине само 0,3 мм. У поређењу са претходним дизајном, ефикасност размене топлоте се повећава за 40%, а пад притиска се смањује за 25%.
Интегрисана производња врућих млазница: Традиционалне вруће млазнице морају бити састављене од неколико делова. Метална 3Д штампа може да направи вруће тело млазнице, утор за грејни елемент и канал за проток одједном. Ово смањује празнине и ломове који се дешавају када се делови шире и скупљају услед топлоте, а такође чини процес убризгавања стабилнијим.
Компликовани калупи за шаблоне: Тешко је направити микро{0}}компликоване структуре традиционалним методама као што су блокови шаблона за гумене гуме и калупи за ђонове за ципеле. Метално 3Д штампање може да штампа неподржано коришћењем високо-прецизне контроле тачке (као што је ЛПБФ процес на микро скали, који има пречник тачке од само 20 μм) и вредности Ра храпавости површине до 0,8 μм. Ово смањује потребу за каснијим полирањем.
2. Скраћивање производног циклуса: са недеља на 48 сати
Израда традиционалних калупа траје више од десет корака, као што су пројектовање калупа, ЦНЦ обрада, топлотна обрада, монтажа и решавање проблема. Цео процес може трајати недељама или чак месецима. Модел 3Д штампања метала „дизајн као производња“ олакшава процес тако што укључује 3Д моделирање, обраду сечења, обликовање штампања и накнадну{4}} обраду. Ово смањује време потребно за испоруку производа.
Провера брзе израде прототипа: Одређени произвођач ауто делова је почео да користи 3Д штампање метала како би смањио време потребно за израду тешког калупа за бризгање са 15 на 3 дана, што убрзава процес прављења нових производа.
Мала{0}}производња по мери: Метална 3Д штампа може да се користи за израду унутрашњих металних делова за врхунске аутомобиле-по мери или специјализованих делова мењача за тркачке аутомобиле. Не захтева отварање калупа, што смањује цену сваког комада за 30% у поређењу са традиционалним методама и олакшава често мењање дизајна.
Реакција на хитно одржавање: У сектору енергетске опреме, одређена компанија је користила металну технологију 3Д штампања да поправи-волту пумпе од легуре високе температуре за мање од 48 сати, спречавајући губитке због искључивања опреме.
3. Побољшајте принос и ефикасност производње оптимизовањем перформанси хлађења.
Систем за хлађење калупа у великој мери утиче на квалитет бризганих делова. Због свог ограниченог распореда, традиционални канали за хлађење са равним отвором могу изазвати недоследне температуре калупа, што може довести до проблема укључујући савијање и деформацију производа. Метода конформног хлађења за металну 3Д штампање чини велика побољшања у перформансама на три главна начина:
Дизајн биомиметичког канала протока осигурава да расхладна вода равномерно покрије шупљину калупа, што одржава температурно поље уједначеним. Стопа искривљавања производа опала је са 0,8% на 0,2%, а стопа приноса порасла је на 99,5% након што је одређени калуп за електрични конектор користио 3Д штампан конформни канал за воду.
Зхонгруи Тецхнологи је направила калуп за климатизацију за компанију кућних апарата како би скратила циклус обликовања. Побољшањем распореда расхладног канала, циклус бризгања је са 45 секунди порастао на 30 секунди, а годишњи производни капацитет једног уређаја повећан је за 120.000 комада.
Мања потрошња енергије: ЦоолестДЦ у Сингапуру је произвео 3Д-штампано течно хлађену плочу са интегрисаним бешавним дизајном који користи 15% мање енергије од типичних лемљених плоча са течним хлађењем и нема шансе да процури.
4. Лагани дизајн: штеди новац на материјалима и испоруци
Тежина калупа има директан утицај на количину енергије која се користи у преради, трошкове транспорта и безбедност током рада. Технологија оптимизације топологије у металном 3Д штампању може уклонити већину материјала, а да притом структуру задржи чврстом.
Одређени калуп за{0}}ливање под притиском користи 3Д-штампану дијамантску решеткасту структуру која га чини 35% лакшим и 20% дуже-већим трајањем.
Модуларни дизајн: Велики калупи се могу разбити на мање, лакше модуле за штампање. Ови модули се затим могу саставити помоћу механичких веза како би се смањио ризик од транспорта једног комада. На пример, компанија која производи опрему за енергију ветра исекла је калуп за сечиво пречника 2-метра на 8 делова, што је смањило трошкове испоруке за 40%.
Функционална интеграција: Метална 3Д штампа може комбиновати канале за хлађење, игле за избацивање, издувне прорезе и друге функционалне компоненте, што смањује количину делова потребних за калуп. Интегрисани дизајн смањио је број делова у одређеном калупу браника аутомобила са 127 на 38, а време потребно за њихово склапање је смањено за 70%.
5. Компатибилност материјала: ради са-металима високих перформанси и композитним материјалима
Традиционална израда калупа углавном користи челик и легуре алуминијума за калупе, али 3Д штампање метала може да користи јединствене материјале као што су легуре титанијума,{1}}легура на високим температурама и легуре бакра за рад у веома тешким окружењима.
Одређени произвођач турбинских мотора у области ваздухопловства користи 3Д штампане волуте од легуре титанијума да побољша дизајн руте протока ваздуха. Ово чини однос потиска{2}}према-тежини 5% већим и температурну отпорност до 600 степени.
Компанија за нуклеарну енергију користи 3Д штампане високотемпературне вентиле-базиране на никлу-у области енергетске опреме да би остварила 100.000 циклуса{{5}без цурења при 10 МПа и 550 степени. Ови вентили трају три пута дуже од стандардних одливака.
Микроелектронско расипање топлоте: Добављач услуга у центру података користи 3Д-штампане модуле од легуре бакра течном-хлађеним са топлотном проводљивошћу од 398В/(м·К). Ово чини расипање топлоте 60% ефикаснијим од алуминијумских модула.