Berapa masa pakai cetakan pencetakan 3D logam?

1. Inovasi Material: Kegunaan Baru untuk Paduan Kekuatan Tinggi
Kualitas bahan inilah yang menentukan berapa lama suatu cetakan akan bertahan. Perlakuan panas dan cacat internal membatasi umur kelelahan baja cetakan biasa seperti H13 dan S136. Di sisi lain, bahan khusus pencetakan 3D logam telah mengalami peningkatan kinerja yang besar dengan mengubah komposisi dan prosedurnya.
Baja berkekuatan ultra-CX (Corrax) dan 1,2709 (18Ni300) digunakan dalam industri: Kekuatan tarik kedua material ini adalah 1700MPa dan 2000MPa, sedangkan kekuatan luluhnya lebih dari 1600MPa. Dalam hal cetakan injeksi, CX bertahan selama baja S136; jika menyangkut cetakan die-casting, 1,2709 dapat bertahan selama baja H13. Misalnya, sebuah perusahaan yang membuat kendaraan listrik menggunakan bahan 1.2709 untuk membuat cetakan-cetakan cangkang baterai. Dengan desain optimasi topologi, bobot cetakan berkurang 40%, dan masa pakainya hampir 80.000 kali lebih lama, yaitu 40% lebih lama dibandingkan dengan metode standar.
Sebuah langkah maju yang besar dalam ketahanan paduan{0}}suhu tinggi: Optisys membuat cetakan nosel paduan tembaga untuk kondisi yang sangat berat, misalnya cakram turbin untuk mesin pesawat terbang, menggunakan teknologi DMLS. Ia dapat menangani benturan pada suhu hingga 3000 derajat dan memiliki konduktivitas termal 380W/(m · K). Umurnya tiga kali lebih lama dibandingkan metode penempaan pada umumnya.
Pembuatan bahan khusus yang disesuaikan
Paduan aluminium Al250C bertahan lebih dari 5000 jam pada suhu tinggi 250 derajat, yang 50 kali lebih lama dari paduan aluminium Scalmalloy. Ini telah banyak digunakan dalam komponen struktural ruang angkasa, dan telah menggantikan beberapa komponen paduan titanium untuk menghemat uang.
Shanghai Yisu Laser membuat ESU-Baja Cetakan H13, bahan bubuk baru. Dengan meningkatkan cara penyebaran karbida, masa pakai cetakan die-casting telah meningkat dari 30.000 kali lipat dalam teknik tradisional menjadi 60.000 kali lipat.
2. Optimalisasi proses: kontrol rantai penuh mulai dari desain hingga pencetakan
Kualitas bahan tidak hanya mempengaruhi masa pakai cetakan, tetapi juga kontrol proses secara menyeluruh mulai dari desain hingga pencetakan.
Desain inovatif saluran air pendingin konformal
Fitur manufaktur berlapis pencetakan 3D logam memungkinkan terciptanya saluran pendingin konformal yang canggih di dalam cetakan. Hal ini membuat suhu cetakan lebih merata, mulai dari ± 15 derajat hingga ± 3 derajat . Misalnya, Broadcom Precision membuat cetakan-cetakan untuk badan silinder mesin untuk sebuah perusahaan mobil global. Dengan mengoptimalkan pengaturan saluran air pendingin melalui simulasi, waktu siklus dipotong sebesar 35%, tingkat kelengkungan produk turun dari 0,8% menjadi 0,15%, tingkat hasil meningkat menjadi 99,5%, dan umur cetakan meningkat lebih dari 100.000 kali lipat.
Teknologi pencetakan okulasi kini digunakan secara matang.
Teknologi pencetakan cangkok menghubungkan elemen cetakan 3D dengan alas untuk membuat cetakan besar dengan cepat dan mudah. Pengalaman menunjukkan bahwa pencetakan cangkok dan pencetakan umum tidak membuat cetakan bertahan lebih lama, meskipun biayanya 60% lebih murah. Fungsi pencangkokan otomatis Huashu High Tech, misalnya, memiliki akurasi penempatan 0,05 mm, yang sangat mempercepat produksi.
Meningkatkan akurasi peralatan multi-laser
Platinum BLT-S450 menggunakan empat teknologi pemindaian sinkron laser, yang membuat proses pencetakan 300% lebih efisien. Teknologi penyebaran bubuk dinamis juga menjaga kekasaran permukaan hingga Ra Kurang dari atau sama dengan 6,3 μm, sehingga mengurangi jumlah pekerjaan pemolesan yang diperlukan kemudian dan membuat cetakan bertahan lebih lama.
3. Teknologi pasca-pemrosesan: cara terbaik untuk memastikan kinerja kelelahan
Umur panjang cetakan pencetakan 3D logam sangat dipengaruhi oleh kelemahan internal seperti porositas dan kurangnya fusi. Teknik pasca-pemrosesan sangat meningkatkan kekuatan lelah cetakan dengan menghilangkan cacat dan membuatnya lebih terorganisir.
Memperbaiki kerusakan pada pengepresan isostatik panas (HIP)
Teknologi HIP mendapatkan kepadatan material mendekati 100% dengan menggunakan suhu tinggi dan tekanan tinggi untuk menghilangkan pori-pori internal dan retakan mikro. Misalnya, salah satu perusahaan penerbangan menggunakan cetakan cakram turbin cetak 3D yang diproses HIP-yang membuatnya bertahan 200% lebih lama dibandingkan sampel yang tidak diolah dan 95% lebih lama dibandingkan prosedur penempaan pada umumnya.
Mengontrol proses perlakuan panas dengan benar
Quenching dan tempering: Anda bisa mendapatkan keseimbangan terbaik antara kekerasan dan ketangguhan cetakan dengan mengatur suhu pemanasan dan laju pendinginan. Misalnya, setelah dipadamkan dan ditempa, baja 1,2709 memiliki kekerasan 50-52HRC dan ketangguhan benturan CVN 7J, yang cukup kuat untuk cetakan die-casting.
anil pelepas tegangan: Metode ini dapat menghilangkan tegangan sisa internal dari cetakan besar dan menghentikannya agar tidak retak saat sedang digunakan. Cetakan yang diproduksi oleh peralatan seri Huashu High Tech FS273M, misalnya, berubah bentuk tidak lebih dari 0,05 mm setelah diolah dengan anil.
Penggunaan teknologi secara kreatif untuk membuat permukaan lebih kuat
Penguatan peening tembakan: Saat-peluru berkecepatan tinggi menghantam permukaan cetakan, lapisan tersebut menciptakan tekanan tekan yang membuatnya lebih kuat terhadap kelelahan. Misalnya, masa pakai cetakan tempa tertentu berubah dari 20.000 siklus menjadi 50.000 siklus setelah perlakuan shot peening.
Pelapisan kromium keras kimia: Tambahkan lapisan kromium keras setebal 0,02 hingga 0,05 mm pada permukaan cetakan. Hal ini membuatnya tiga kali lebih tahan terhadap keausan dan cocok untuk-situasi keausan tinggi.
4. Contoh penggunaan yang umum: demonstrasi industri mengenai terobosan dalam masa hidup
Industri otomotif: langkah maju yang besar dari Broadcom Precision dalam cetakan-pengecoran cetakan
Sisipan cetakan die-casting terintegrasi pencetakan 3D dari Broadcom Precision dapat bertahan selama lebih dari 50.000 siklus, tahan terhadap benturan sebesar 22 J, dan memiliki tingkat hasil produk 100%. Sebuah perusahaan mobil di seluruh dunia telah menggunakan cetakan ini untuk membuat cangkang baterai. Ini memotong biaya setiap unit sebesar 75% dan memotong waktu pengiriman dari 11 bulan menjadi 2 bulan.
Dirgantara: Cetakan mesin roket untuk Ruang Relativitas
Relativity Space membuat cetakan nosel paduan tembaga cetak 3D dengan peralatan EOS M400. Cetakan ini mengatasi masalah paduan tembaga yang terlalu reflektif dengan menggunakan teknologi laser hijau. Masa pakainya memenuhi persyaratan proyek Starship SpaceX yaitu satu unit setiap minggunya, dan biaya setiap peluncuran turun sebesar 30%.
Optimasi Cetakan Presisi Teknologi Xiaomi untuk Elektronik Konsumen
Xiaomi Technology dan Yisu Laser bekerja sama membuat-cetakan die-casting untuk bingkai ponsel dari bahan ESU-H13. Cetakan ini bertahan 120.000 kali lebih lama dibandingkan metode tradisional karena sistem AI mengoptimalkan struktur saluran air pendingin. Hal ini memungkinkan Xiaomi mengirimkan lebih dari 50 juta unit dari 14 seri tersebut setiap tahunnya.
5. Tren dan Permasalahan di Industri
Teknologi Fusion Trend AI+3D pencetakan: Perangkat lunak Siemens NX menggunakan algoritma AI untuk secara otomatis membuat tata letak saluran air pendingin terbaik. Ini memotong siklus desain dari 72 jam menjadi 8 jam.
Aditif dan Komposit Aditif: Peralatan Hibrida LASERTEC 65 3D dari DMG MORI menggabungkan "pencetakan" dan "penggilingan" dengan kekasaran permukaan Ra Kurang dari atau sama dengan 0,8 μm.
Kemacetan untuk-penggunaan skala besar
Biaya bahan: Bubuk baja tahan karat 316L masih berharga $500 per kilogram, yaitu 5 hingga 8 kali lebih mahal dibandingkan bahan tempa lainnya.
Kekurangan standar: Standar ISO/ASTM 52900 hanya mencakup 30% aplikasi cetakan, dan persyaratan pengujian untuk cetakan dengan struktur rumit perlu segera diperbarui.
Kesenjangan bakat: Industri cetakan global membutuhkan 120.000 lebih insinyur percetakan 3D, dan dibutuhkan waktu 3 hingga 5 tahun untuk melatih talenta gabungan baru.