Које су перформансе штампања нерђајућег челика 316Л који се обично користи у производњи калупа?

1. Особине материјала: 316Л нерђајући челик (УНС С31603/ЕН 1.4404) је врста нискоугљеничног аустенитног нерђајућег челика који има отпорност на корозију и жилавост на високим температурама. Његове кључне компоненте укључују 16% до 18% хрома, 10% до 14% никла и 2% до 3% молибдена. Додавање молибдена чини материјал далеко отпорнијим на корозију удубљења и пукотина, посебно на местима са хлоридним јонима. На овим местима, његова отпорност на корозију је више од три пута већа од обичног нерђајућег челика 304. 316Л нерђајући челик може дуго да се одупре ерозији морске воде, што значи да ће калупи за бродоградњу направљени од њега трајати 2 до 3 пута дуже од калупа направљених од других материјала.
Такође, аустенитна структура нерђајућег челика 316Л чини га веома робусним на високим температурама. Његова затезна чврстоћа и даље може остати изнад 400МПа на 600 степени, што је далеко више од прага од 200МПа уобичајеног челика за калупе. Ова карактеристика га чини савршеним за калупе који се користе за ливење- под притиском и термоформирање на високим температурама. Калуп за{8}}ливање под притиском за кућиште акумулатора нових енергетских аутомобила, на пример, може да издржи удар алуминијумске течности на 400 степени. Један калуп може трајати више од 80.000 употреба, што је 40% дуже од типичних Х13 челичних калупа.
2. Процес штампања: коришћењем неколико технолошких путева за испуњавање потреба израде калупа
Постоје три главна начина за 3Д штампање нерђајућег челика 316Л: селективно ласерско топљење (СЛМ), директно ласерско синтеровање метала (ДМЛС) и бризгање везива. Сваки има своје техничке карактеристике и користи:
СЛМ метода користи ласер високе{0}}енергетске густине за топљење слојева сферног праха од 15–53 μм. Ово чини делове са густином од 99,5% или више. Његова главна предност је што може да штампа компликоване конформне канале за хлађење, који у великој мери повећавају ефикасност хлађења калупа. На пример, у великим калупима за аутомобилске плоче, СЛМ-штампани конформни водени канали чине температуру калупа равномернијом, идући од ± 15 степени до ± 3 степена, што скраћује време циклуса за 35%.
ДМЛС технологија: користи ласер са нижом густином енергије за делимично топљење праха дебљине од 20 до 63 μм. Ово је добро за штампање великих структурних делова. Чињеница да може да прави лагане калупе са структурама решетке у облику саћа је оно што га чини тако посебним. Ово чини калупе лакшим без губитка снаге. У калупима са оштрицама авионских мотора, на пример, матрична структура коју производи ДМЛС смањује тежину калупа за 40%, а крутост за само 10%.
Технологија прскања лепка: Користите инкјет главу да прскате лепак једно на друго да бисте повезали прах од 45–150 μм. Затим, одмашћивање и синтеровање ће га учинити јачим. Ова техника може да штампа брзином до 500цм³/х, што је довољно брзо за израду калупа у великим размерама. На пример, док правите калупе за кућишта потрошачке електронике, технологија прскања лепка скраћује време потребно за израду бланка са 7 дана на 2 дана и смањује цену сваког артикла за 60%.
3. Колико добро функционише: Добра комбинација тачности, снаге и отпорности на корозију
Прецизност димензија: Прецизност димензија 3Д штампања од нерђајућег челика 316Л може бити само ± 0,05 мм (за величине између 100 мм и 100 мм), а храпавост површине Ра је < 3,2 μм. Могуће је направити прецизне калупе сложених шупљина побољшањем дизајна потпорне структуре и подешавања штампања. На пример, СЛМ одштампани калупи за зубне крунице од легуре титанијума који се користе за израду медицинских калупа за имплантате су тачни до ± 0,02 мм, што је оно што је потребно за клиничке имплантате.
Физичка својства: Након загревања, штампани делови од нерђајућег челика 316Л могу издржати затезну чврстоћу од 650МПа, границу течења од 480МПа и стопу издужења од 30%. Сићушна равноосна зрнаста структура коју ствара 3Д штампа чини га 15% јачим против умора од других материјала за ковање. После криогеног третмана, век трајања ДМЛС штампаних калупа који се користе за паковање полупроводника порастао је са 50.000 циклуса на 120.000 циклуса.
Штампани делови од нерђајућег челика 316Л могу издржати корозију боље од типичних материјала за ливење. У 3,5% раствору НаЦл, потенцијал питтинга делова од нерђајућег челика 316Л достиже +320мВ (СЦЕ), што је 80мВ веће од традиционалних материјала за ливење. Уједначен и густ оксидни филм који се формира током процеса штампања даје му предност у погледу отпорности на корозију. 316Л нерђајући челик може да издржи јаке корозивне гасове који се ослобађају када се флуоропластика распадне дуже време. Век трајања калупа је осам пута дужи од ДЦ53 челика за калупе.
4. Употреба у пословању: Од прављења прототипа до израде великог броја њих
Област ваздухопловства: За израду одређеног типа матрице за ковање дискова са турбином мотора, СЛМ технологија је коришћена за штампање калупа од нерђајућег челика од 316Л који су били 1,2 тоне лакши и 680 кг тежи, док су били 25% чвршћи. Промена величине шупљине калупа је мања од 0,02 мм након 5000 термичких циклуса тестирања, што испуњава стандарде прецизности за ваздухопловство.
Индустрија возила нове енергије: ДМЛС технологија штампа калупе који комбинују конформне цеви за расхладну воду и решеткасте потпорне структуре. Тиме се температура калупа уједначава за 40% и смањује се количина савијања у резултату са 0,5% на 0,15%. Калуп се користи у широком обиму, са годишњом производњом од 100.000 комплета.
У области медицинских уређаја: Комбинација технологије распршивања лепка и ЦНЦ прецизне обраде омогућава брзе промене у калупима за ацетабуларне чаше од легуре титанијума који се користе за прављење ортопедских калупа за имплантате. Време које је потребно да се пређе од дизајна до готовог производа је скраћено са 45 дана на 7 дана, што је смањило цену сваке јединице за 70%.