Bagaimana cara mencapai cetakan saluran pendingin yang kompleks melalui pencetakan 3D logam?

一, Keterbatasan saluran pendingin pada umumnya: batas ganda antara efisiensi dan kualitas
Teknologi pengeboran silang digunakan untuk membuat saluran pendingin cetakan klasik, dan kriteria desain dibatasi oleh seberapa lurus jalur pemesinan. Misalnya, permukaan bagian cetakan bemper mobil perlu dibor untuk menyediakan ruang bagi sirkuit air pendingin. Namun, sulit untuk menjaga jarak antara sirkuit air dan permukaan rongga cetakan tetap sama, sehingga menyebabkan perbedaan besar dalam kinerja pendinginan. Menurut data industri, cetakan pada umumnya hanya mendinginkan 30% hingga 50% dari waktu yang seharusnya, dan pendinginan dapat memakan waktu hingga 70% dari waktu yang diperlukan untuk membuat cetakan. Sekitar 40% tingkat kerusakan produk secara langsung disebabkan oleh pendinginan yang tidak merata.
Selain itu, pembuatan cetakan yang rumit melibatkan pemrosesan blok dan penyambungan, yang tidak hanya memperbesar kemungkinan terjadinya kesalahan selama perakitan, namun juga memperpendek umur cetakan. Misalnya, cetakan pada bagian mobil harus banyak diperbaiki karena sirkuit air pendingin terus tersumbat. Biaya pemeliharaannya lebih dari 2 juta yuan per tahun. Masalah-masalah ini menunjukkan bagaimana pengerjaan konvensional tidak selalu merupakan cara terbaik untuk membuat cetakan berkualitas tinggi.
2, Sebuah langkah maju yang besar dalam teknologi pencetakan 3D logam: Pencetakan 3D logam memungkinkan "desain bebas" dan "pencetakan terintegrasi" saluran pendingin dengan menggunakan metode seperti peleburan laser selektif (SLM) dan peleburan berkas elektron (EBM). Tiga hal berikut menunjukkan manfaat utamanya:
1. Derajat kebebasan geometris: sungai tidak beraturan yang sesuai dengan rongga cetakan
Desain saluran pendingin konformal melampaui batas geometris pengeboran standar dan dapat mengubah aliran air agar sesuai dengan kelengkungan permukaan rongga cetakan. Misalnya, sisipan pendingin konformal Teknologi Zhongrui untuk cetakan peralatan rumah tangga menggunakan perangkat lunak simulasi untuk menjaga jarak antara jalur air pendingin dan permukaan rongga cetakan dalam jarak 2mm. Hal ini memotong siklus pencetakan injeksi sebesar 35% dan tingkat kelengkungan produk sebesar 60%. Melalui pencetakan 3D, Diamond Tool Company di Amerika Serikat mengubah diameter saluran air pendingin dari 11,11 mm menjadi 8 mm sekaligus menjaga-luas penampangnya tetap sama. Hal ini membuat laju aliran pendingin dan efisiensi pertukaran panas menjadi sama.
2. Optimasi topologi: membuat segalanya lebih ringan dan menggabungkan fungsi
Pencetakan 3D logam dapat membuat desain ringan seperti struktur kisi, yang menggunakan lebih sedikit bahan namun tetap kuat. Misalnya, saluran pendingin kisi berongga Platinum untuk cetakan bilah mesin pesawat mengurangi bobot sebesar 40% dan meningkatkan efisiensi pendinginan hingga 2,3 kali lipat dari desain standar. Selain itu, pencetakan 3D dapat membuat komponen seperti nozel panas dan meson isolasi sekaligus, sehingga mengurangi kesalahan selama perakitan. Jika sebuah bisnis menggunakan pencetakan 3D untuk mengurangi jumlah potongan nosel panas dari 12 menjadi 3, waktu yang diperlukan untuk menyatukannya berkurang sebesar 80%, dan masalah kesenjangan yang terjadi ketika benda mengembang dan berkontraksi dengan panas terpecahkan sepenuhnya.
3. Inovasi Material: Bagaimana Paduan Berkinerja Tinggi Dapat Digunakan dalam Berbagai Cara
Pencetakan 3D logam dapat menggunakan berbagai bahan, termasuk baja cetakan (seperti 18Ni300 dan H13), paduan suhu tinggi (seperti Inconel 718), paduan aluminium (seperti AlSi10Mg), dan banyak lagi, untuk memenuhi kebutuhan berbagai kondisi kerja. Misalnya, bubuk 18Ni300 Jiangsu Weilari memiliki tingkat oksigen kurang dari 0,03%, kepadatan bagian cetakan lebih dari 99,5%, dan masa pakai lebih dari dua kali lipat umur cetakan pada umumnya. Di bidang kendaraan energi baru, salah satu perusahaan menggunakan pencetakan 3D untuk membuat cangkang motor paduan aluminium dengan saluran pendingin spiral. Ini mengurangi bobot sebesar 50% dan meningkatkan efisiensi pembuangan panas sebesar 30%.
3, Penggunaan industri: dari-produksi kelas atas hingga penggunaan luas
Cetakan pendingin konformal untuk pencetakan 3D logam telah digunakan di seluruh dunia, dan berdampak besar terhadap perekonomian dan kualitas produk.
1. Cetakan injeksi: peningkatan ganda dalam kualitas dan efisiensi
Cetakan gesper pengaman mobil yang digunakan Cetakan Shantou Ruixiang dicetak oleh peralatan FS271M berteknologi tinggi Huashu. Hal ini memangkas waktu pendinginan dari 25 detik menjadi 13 detik, siklus produksi satu bagian dari 43,6 detik menjadi 31,6 detik, dan meningkatkan efisiensi sebesar 27,5%. Efisiensi pendinginan sisipan cetakan juga meningkat dari 15% menjadi 22%, dan tingkat sertifikasi produk kini mencapai 99,2%. Audi Jerman telah memangkas waktu yang dibutuhkan untuk membuat braket mesin paduan aluminium sebesar 40% dan jumlah energi yang digunakan sebesar 25% dengan menggunakan pencetakan 3D untuk membuat sisipan cetakan{15}}cetakan.
2. Cetakan die casting: tingkat kinerja baru dalam situasi yang sangat panas
Dalam industri pengecoran die-magnesium, sebuah perusahaan membuat inti cetakan dari baja cetakan cetak 3D (CX). Umur cetakan telah meningkat dari 80.000 kali menjadi 150.000 kali, dan biaya setiap cetakan telah turun sebesar 40%. 3Pencetakan D juga dapat dengan cepat mengubah cetakan. Dengan mencetak cetakan uji, sebuah perusahaan yang membuat barang elektronik konsumen memangkas waktu yang dibutuhkan untuk membuat barang baru dari enam bulan menjadi dua bulan.
3. Situasi khusus: solusi yang disesuaikan untuk kondisi yang sangat sulit
Tim India Octane Racing menggunakan peralatan EOS M290-2 FLX untuk mencetak housing motor roda. Housing ini memiliki saluran pendingin spiral dan beratnya hanya 1,3 kg, 50% lebih ringan dibandingkan desain tradisional. Ini juga memenuhi persyaratan pembuangan panas untuk suhu tinggi 600 derajat. Dalam industri medis, perusahaan tertentu telah meningkatkan keseragaman pendinginan hingga 98% dengan mencetak cetakan implan ortopedi paduan titanium 3D. Hal ini mencegah keretakan yang mungkin terjadi saat cetakan dipanaskan dengan cara tradisional.