Kako se metalna 3D štampa može koristiti za popravku kalupa?

1. Tehnološki proboj: od "djelimičnog popravka" do "upravljanja punim životnim ciklusom"
Metalna 3D štampa za popravku kalupa prešla je granice tradicionalnih subtraktivnih metoda. Sada nudi kompletno rješenje koje uključuje „detekciju oštećenja, inteligentan dizajn, preciznu popravku i nadogradnju performansi“.
Pronalaženje oštećenja i modeliranje unatrag
Koristeći industrijsko CT skeniranje ili lasersku 3D mjernu tehnologiju, možete odmah dobiti 3D podatke o oštećenom području kalupa. AI algoritmi se tada mogu koristiti za sagledavanje važnih karakteristika kao što su smjer pukotine i dubina habanja. U jednom projektu za popravku lopatice motora aviona, na primjer, ultrazvučni detektor je korišten za pronalaženje kvarova unutar lopatice, a softver za obrnuti inženjering je korišten da se napravi model oštećenja koji je pokazao točne granice popravke za 3D štampanje.
Prilagođavanje materijala i poboljšanje performansi
3D štampa može napraviti materijale za popravak slojeva koji imaju gradijentni dizajn za različite podloge za kalupe, kao što su čelik H13, čelik sa martenzitnim starenjem i legure bakra. Na primjer, prilikom fiksiranja odvodnih konusa u kalupe za tlačno livenje-, prah legure na bazi nikla- koristi se za štampanje radnog sloja. Ovaj sloj ima udarnu žilavost od 22J i tvrdoću od 48-50HRC nakon termičke obrade. Sloj za popravku također stvara metaluršku vezu sa podlogom promjenom snage lasera i brzine skeniranja. Time se gradijent tvrdoće mijenja prirodno, što sprječava naknadno pucanje uslijed koncentracije naprezanja.
Popravka konformnih struktura u cjelini
3D štampanje konformnog kruga vode za hlađenje može riješiti komplikovani problem blokade protočnog kanala koji je teško riješiti redovnim metodama popravke. Tehnologija laserskog selektivnog topljenja (SLM) korištena je za štampanje spiralnih kanala za hlađenje na kalupu branika automobila koji je trebalo popraviti. Ovo je ujednačilo temperaturu kalupa za 40%, skratilo vrijeme hlađenja za 30% i udvostručilo vijek trajanja popravljenog kalupa u odnosu na originalni kalup.
2. Inovacija procesa: Promjena iz "Jedinstvene popravke" u "Funkcionalne nadogradnje"
Tehnologija metalne 3D štampe ne samo da može vratiti kalupe u originalne oblike, već može i poboljšati njihov rad promjenom njihove strukture. Ovo pretvara kalupe iz "potrošnog materijala" u "pametna sredstva".
Dizajniranje lagane i optimizacijske topologije
Simulacijski softver se koristi za optimizaciju topologije ploča za ojačanje kalupa uklanjanjem nepotrebnih materijala uz zadržavanje čvrstoće strukture. Heksagonalna rešetkasta struktura korištena je umjesto čvrstih rebrastih ploča za popravku određenog kalupa za kućište uređaja za kućanstvo. Ovo je smanjilo težinu za 60% uz zadržavanje krutosti, smanjilo prijenos topline od ploče za cijepanje do kalupa i smanjilo potrošnju energije sistema vrućih kliznika za 15%.
Integracija mnogih poroznih prozračnih slojeva
Dodajte porozni, prozračni sloj na dno jezgre kalupa i koristite ventilsku šipku za kalup{0}}potpomognuto plinu. Ovo će se riješiti površinskih linija skupljanja na brizganim predmetima. Prozračna struktura sa 30% poroznosti dodata je jezgru kalupa kalupa za kućište mobilnog telefona pomoću 3D štampe. Ovo je učinilo površinu proizvoda glatkijom za 2 nivoa i povećalo efikasnost proizvodnje za 25%.
Promjena površine metamaterijala
Korištenje mogućnosti slaganja slojeva-po-sloj 3D štampe za izradu mikro-nano strukturiranih premaza na površinama kalupa. Na primjer, strukture za štampanje koje izgledaju kao lotosovi listovi na površini plastičnih otvora za kalupe čine 40% lakšim uklanjanje kalupa, a korištenje tehnologije laserskog oblaganja za nanošenje premaza od volfram karbida čini površinu tri puta otpornijom na habanje od tipičnih metoda kromiranja.
3. Industrijska praksa: od "Valitacije slučaja" do "Primjena na skali"
Globalna proizvodna industrija brzo usvaja tehnologiju 3D štampanja metala za rješenja za popravku i oblikovanje kalupa koja funkcionišu u mnogim oblastima, uključujući vazduhoplovstvo, automobilsku industriju, elektroniku i još mnogo toga.
oblasti vazduhoplovstva
Boeing koristi selektivno topljenje elektronskih zraka (EBDM) za fiksiranje lopatica turbine na avionima. Kada se prah legure titanijuma topi elektronskim snopom u vakuumu, može se popraviti sa tačnošću od 0,01 mm. Period popravke je skraćen sa 6 sedmica na 72 sata, a čvrstoća veze između sloja za popravku i podloge je 98% od one osnovnog materijala.
Volkswagen koristi lasersku tehnologiju gotovog oblika (LENS) za popravljanje kalupa za{0}}lijevanje pod pritiskom u industriji proizvodnje automobila. Korištenjem sinhronog dodavanja praha i laserskog oblaganja, na površini kalupa se pravi premaz od martenzitnog čelika debljine 2 mm. Ovaj premaz je jak 52HRC i može podnijeti 100.000 ciklusa ubrizgavanja bez pucanja. Troškovi popravki su 40% niži nego kod tipične tehnologije lučnog prskanja.
U svijetu proizvodnje elektronike, TSMC je koristio tehnologiju Nano Particle Spray Metal Forming (NPJ) za fiksiranje kalupa za pakovanje poluvodiča. Popravka kanala mikro razmjera je moguća prskanjem tekućine s nanočesticama bakra i sinteriranjem na niskim{1}}ima. Obnovljeni kalup može povećati prinos pakovanja čipova sa 92% na 99,5% i smanjiti vreme zastoja mašine uzrokovano curenjem rashladne tečnosti.