Hver er horfur á notkun verkfærastáls í þrívíddarprentun úr moldmálmi?

一, Stórt skref fram á við í tækni: frá "aðgerðaútfærslu" til "frammistöðustökks"
1. Hæfni til að gera flókin mannvirki
Að búa til mót á gamla-mátann notar aðferðir eins og CNC vinnslu og raflosunarvinnslu (EDM), sem gerir það erfitt að búa til flókin form eins og samræmdar kælivatnsrásir og innri styrkingarrif. Með því að bræða málmduft lag fyrir lag getur LPBF tækni beint prentað samþætt flókin mannvirki. Til dæmis, þegar Toyota var búið til mót fyrir tvinnskiptihús, notaði Toyota stóran LPBF-búnað Fraunhofer ILT og nýtt verkfærastál L-40 til að búa til mótainnsetningar með spírallaga kælivatnsrásum. Þessi uppbygging gerir hitastig myglunnar jafnara um 40%, gerir það að verkum að það kólnar hraðar um 30%, minnkar rýrnun vöru um 67% og hækkar afraksturshlutfallið í 98%.
2. Að bæta hvernig efni virka
Þegar þrívíddarprentun á stáli stendur þarftu að laga vandamál eins og sprungur og afgangsspennu. Með stuttum leysirpúlstækni hefur AGH Tækniháskólinn í Póllandi skorið sprunguþéttleika H11 heitt vinnuverkfærastáls í tvennt. Þeir hafa einnig stjórnað afgangsinnihaldi austeníts til að halda hörkusveiflusviðinu í ± 5HV. Desktop Metal hefur einnig búið til Single Shot Jet (SPJ) tæknina, sem gerir fljótt frumgerðir af D2 verkfærastáli með því að úða blöndu af málmdufti og bindiefni á miklum hraða. Það prentar 100 sinnum hraðar en venjulegt LPBF og efnisþéttleiki er 99,5%, sem gerir það ónæmari fyrir sliti en venjulegir sviknir hlutar.
3. Blanda af mismunandi leiðum til að búa til hluti
Þrívíddarprentunarstál er almennt gert ásamt öðrum aðferðum eins og CNC vinnslu og skothreinsun til að gera eitt ferli sem kallast "aukandi frádráttarefni." Yisu Company, til dæmis, notar LPBF til að prenta kjarna virkni hluta móta, þar með talið samræmdar kæliinnsetningar. Þessir hlutar eru síðan CNC-nákvæmnisvinnaðir að yfirborðsgrófleika Ra<0.4 μ m, which extends the life of the mold from 200,000 cycles to 500,000 cycles. This mode keeps the design freedom of 3D printing while still meeting the rigorous standards for accuracy and surface quality that molds need.
2, Eftirspurn í greininni: frá „há-aðlögun“ í „umfang umsókn“
1. Bílaiðnaðurinn: Léttur og einbeittur að því að koma hlutum í verk
Kostnaður við að búa til bílamót er 30% til 40% af öllum kostnaði við að þróa bílinn og ferlið getur tekið 6 til 12 mánuði. 3D prentun á verkfærastáli getur gert þessa lotu miklu styttri. Til dæmis notar B&J Specialty LPBF tækni til að búa til mótainnlegg fyrir bílaleiðslur. Þetta styttir kælingartímann úr 1 mínútu í 40 sekúndur, eykur framleiðslu skilvirkni um 30% og lengir endingu mótsins um 25%. Eftir því sem þörfin á léttum nýjum orkutækjum eykst mun notkun þrívíddarprentunar úr verkfærastáli í mótum eins og rafhlöðupakka og mótorhúsum einnig vaxa.
2. Læknasvið: sérstakar og einstaklingsmiðaðar kröfur
Læknismót verða að uppfylla mjög krefjandi staðla, svo að þau séu lífsamhæf og mjög nákvæm. Með hagræðingarhönnun fyrir staðfræði getur þrívíddarprentun úr verkfærastáli búið til mót sem eru bæði létt og gagnleg. Til dæmis framleiðir tannlæknafyrirtæki ósýnileg tannréttingarmót með μ-LPBF tækni, sem hefur prentnákvæmni upp á 2–5 μm. Samkvæmni tannréttingarkraftsdreifingar eykst um 40% með samræmdri kælingu og aðlögunarhlutfall sjúklinga fer úr 85% í 98%. Þar að auki er einnig hægt að nota þrívíddarprentun með verkfærastáli til að búa til{12}}verðmæta hluti eins og skurðleiðbeiningar og mót fyrir ígræðslu.
3. Rafeindatækni: Fljótleg endurtekning og gerð litlar lotur
Rafeindatækni hefur stuttan líftíma og myglauppfærslur gerast oft. Með þrívíddarprentun úr verkfærastáli gætirðu fljótt farið í gegnum „hönnunarprentpróf“ ferlið. Til dæmis framleiðir ákveðin 3C vörumótaverksmiðja farsímarammamót með LPBF. Þetta gerir uppbygginguna andar með 0,04 mm opi á útblásturssvæðinu, lækkar innspýtingarþrýstinginn um 30% og eykur endingu myglunnar um 40%. Þessi tækni hjálpar fyrirtækjum að laga sig hratt að breytingum á markaðnum og minnka hættuna á að eiga of mikið af hlutabréfum.
3, efnisleg nýsköpun: Frá „Single Performance“ til „Multi-Functional Integration“
1. Gera nýtt verkfærastál
Efnissali framleiðir sérstakt verkfærastálduft vegna þess hvernig þrívíddarprentun virkar. Sem dæmi má nefna að L-40 verkfærastálið sem Fraunhofer ILT og Toyota unnu að saman nær góðri málamiðlun á milli mikillar hörku (HRC 52–55) og góðrar hörku með því að stilla magn málmblöndurþátta eins og Cr, Mo og V. Þetta efni getur haldist 80% stíft jafnvel við mjög hátt hitastig upp á 600 gráður, sem gerir það að verkum að það er mjög gott að steypa. mót.
2. Mannvirki úr fleiri en einu efni
3D prentun með verkfærastáli er að breytast úr því að nota aðeins eitt efni í að nota fleiri en eitt. Til dæmis, þegar fyrirtæki prentar mót með LPBF, setja þeir húðun af koparblendi á yfirborði moldholsins til að kæla það hratt niður vegna þess að kopar hefur mikla hitaleiðni. Verkfærastál er notað í meginhlutann til að tryggja að það sé sterkt. Þessi samsetta uppbygging gerir það að verkum að mótið endist 60% lengur og fjarlægir þörfina fyrir frekari innsetningarvinnu.
3. Nota snjöll efni
Raun-vöktun og aðlögunarstýring á mótum er möguleg þegar skynjarar eru notaðir með þrívíddarprentun úr verkfærastáli. Til dæmis setti lækningafyrirtæki hitaskynjara inn í LPBF-prentuð mót og notaði gervigreind reiknirit til að breyta inndælingarbreytum í rauntíma. Þetta gerði vörurnar 50% stöðugri. Í framtíðinni munu þrívíddarprentuð mót úr verkfærastáli geta sjálf-stillt sig og sjálf-viðgerðir þökk sé snjöllum efnum eins og formminni málmblöndur og sjálfgræðandi efnum.