Bagaimana untuk menggunakan percetakan 3D logam dalam industri acuan automotif?

一, Terobosan Teknologi: Daripada "Pembuatan Struktur Kompleks" kepada "Penyesuaian Prestasi"
Faedah utama percetakan 3D logam ialah ia boleh membuat sesuatu dengan "reka bentuk percuma" dan "integrasi prestasi struktur bahan." Peleburan laser terpilih (SLM) dan peleburan rasuk elektron (EBM) adalah dua kaedah yang boleh digunakan untuk menyusun serbuk logam lapisan demi lapisan untuk membuat corak geometri yang rumit. Ini adalah peningkatan yang besar berbanding pemprosesan standard pada bentuk acuan.
1. Saluran penyejukan fleksibel: satu langkah besar ke hadapan untuk prestasi acuan
Kecekapan penyejukan acuan suntikan dan acuan-die mempunyai kesan langsung pada kualiti dan kitaran proses pengacuan produk. Selalunya, saluran air penyejuk dalam acuan tradisional adalah lurus, yang menjadikannya sukar untuk disesuaikan dengan permukaan rongga acuan. Ini menyebabkan penyejukan tidak sekata dan mengubah bentuk produk. Percetakan 3D logam boleh membuat laluan air yang tidak teratur seperti dahan pokok lingkaran dan biomimetik. Ini meningkatkan kawasan sentuhan antara cecair penyejuk dan rongga acuan lebih daripada tiga kali ganda, memotong separuh kitaran penyejukan dan meningkatkan kadar pensijilan produk kepada lebih 99%. Sebagai contoh, sebuah syarikat menggunakan teknologi pencetakan 3D untuk membuat acuan penuangan kepala silinder enjin-. Ini mengurangkan masa pengeluaran daripada 2 bulan kepada 2 minggu, meningkatkan hayat acuan kepada lebih 100,000 kali ganda, dan mendapat kadar hasil produk 100%.
2. Struktur ringan: "pengurangan berat dan peningkatan kecekapan" acuan
Acuan automotif harus mampu mengendalikan suhu dan tekanan yang sangat tinggi. Untuk memastikan ia kukuh, reka bentuk tradisional biasanya menggunakan struktur pepejal. Ini menjadikan acuan berat dan memberikan banyak inersia, yang menjadikan pemprosesan kurang tepat dan kurang cekap. Menggunakan teknologi pengoptimuman topologi, percetakan 3D logam boleh menjadikan acuan 20% hingga 30% lebih ringan sambil mengekalkan keteguhannya. Sebagai contoh, firma automotif tertentu membuat acuan untuk perumahan pemacu elektrik aloi aluminium menggunakan teknologi percetakan 3D. Dengan menggunakan pengacuan dan reka bentuk bersepadu dinding yang sangat nipis, berat perumahan dipotong sebanyak 20%, proses pemesinan dipotong sebanyak 50%, dan kadar penggunaan bahan meningkat sebanyak 40%.
3. Perubahan besar dalam cara bahan berfungsi: daripada "Universalisasi" kepada "Senario"
Bahan cetakan 3D logam baharu memungkinkan untuk membuat acuan yang berfungsi dengan cara yang berbeza. Anda boleh menggunakan keluli alat H13 standard, aloi entropi tinggi-atau bahan berfungsi kecerunan untuk membuat acuan bercetak 3D-yang lebih keras, lebih tahan haus dan kakisan serta lebih baik untuk pelbagai kegunaan. Sebagai contoh, sebuah syarikat telah membuat serbuk keluli H13 bertetulang nano tungsten karbida, yang menjadikan acuan lebih keras kepada HRC 60 sambil mengekalkan keliatannya yang hebat. Ini memenuhi keperluan suhu tinggi dan tekanan tinggi acuan cakera turbin enjin pesawat.
2, Senario aplikasi: Daripada "pengesahan prototaip" kepada "pengeluaran-skala besar"
Acuan percetakan 3D logam mempunyai struktur kos yang berbeza daripada kaedah tradisional. Harga peralatan dan bahan lebih tinggi, tetapi langkah reka bentuk acuan, pengeluaran percubaan, dan pengubahsuaian tidak lagi diperlukan. Kos keseluruhan turun apabila saiz kelompok pembuatan meningkat. Pada masa ini, ia boleh digunakan dalam tiga situasi utama:
1. Acuan struktur kompleks: mengatasi had pembuatan tradisional
Pencetakan 3D boleh mempercepatkan banyak kitaran pembangunan untuk acuan dengan tekstur halus, lompang dalam atau sungai yang tidak lurus. Sebagai contoh, satu syarikat menggunakan percetakan 3D untuk membuat acuan pengecap corak tapak kasut. Ini mengurangkan masa yang diperlukan untuk mendapatkan daripada reka bentuk kepada penghantaran daripada enam minggu kepada sepuluh hari dan membolehkan penyesuaian diperibadikan untuk memadankan keperluan kuantiti yang kecil dan pelbagai produk. COMAC C929 menggunakan SLM untuk mencetak acuan sokongan sayap aloi titanium dalam perniagaan aeroangkasa. Ini menjadikan acuan lebih ringan dan lebih kuat.
2. Acuan dengan banyak nilai ditambah: ia menjamin prestasi dan ketepatan.
Dalam sfera kenderaan tenaga baharu, acuan untuk bahagian asas seperti bateri dan motor perlu sangat tepat dan berfungsi dengan baik. 3Teknologi pencetakan D mungkin membuat acuan dengan "acuan satu-kali", yang menghalang kerosakan daripada terkumpul apabila acuan diapit beberapa kali dalam prosedur tradisional. Sebagai contoh, perniagaan kenderaan tenaga baharu telah menggunakan teknologi percetakan 3D untuk membuat acuan pengacuan casis bersepadu, yang mengurangkan operasi kimpalan, menjadikan kenderaan lebih kukuh dan mempercepatkan kitaran pembangunan acuan sebanyak 80%.
3. Pembaikan dan pembuatan semula acuan: mengurangkan kos sepanjang keseluruhan kitaran hayat
Untuk membetulkan acuan dengan-cara lama, anda perlu memotong lapisan yang rosak menggunakan wayar dan nyahcas elektrik, kemudian mengimpalnya semula. Ini mengambil masa yang lama dan menelan belanja yang banyak. 3Teknologi pencetakan D boleh melakukan "pembaikan tepat" pada kawasan acuan yang rosak dan teknologi pemendapan salutan laser (LC) boleh mengembalikan acuan kepada saiz dan prestasi asalnya dengan pantas. Sebagai contoh, sebuah syarikat menggunakan teknologi LC untuk membaiki permukaan rongga acuan pengecap. Ini mengurangkan masa pembaikan daripada 7 hari kepada 2 hari, mengurangkan perbelanjaan sebanyak 50%, dan mengembalikan ketepatan asal acuan.
3, Trend dalam industri: beralih daripada "penggantian teknologi" kepada "penstrukturan semula ekologi"
Untuk menjadikan acuan cetakan 3D logam lebih biasa, kita perlu mengatasi tiga masalah besar: kos bahan, penyeragaman proses dan kestabilan peralatan. Pada masa ini, industri sedang mendorong penggunaan teknologi dengan cara berikut:
1. Bahan baharu: menjadikannya lebih mudah digunakan
Penyelidikan dan pembangunan serbuk logam baru sedang berusaha untuk mencari keseimbangan antara kos rendah dan prestasi yang baik. Contohnya, sebuah syarikat membuat-bahan nilon PA11 berasaskan bio dengan mengekstrak tumbuhan kastor. Ini mengurangkan kos sebanyak 30% berbanding plastik kejuruteraan tradisional sambil mengekalkan sifat mekanikal yang hebat, menjadikannya sempurna untuk membuat acuan untuk bahagian dalam kereta. Kajian dan pembangunan bahan baharu,-aloi entropi tinggi dan bahan berfungsi kecerunan, juga akan memungkinkan untuk menggunakan-acuan bercetak 3D dalam situasi di mana ia perlu mampu menahan suhu tinggi dan kakisan.
2. Pengeluaran pintar: membuat sesuatu lebih cepat dan lebih tepat
Pengoptimuman parameter AI dan teknologi pemantauan dalam talian boleh menukar tetapan pencetakan dalam masa nyata untuk menyingkirkan kesilapan. Sebagai contoh, sebuah syarikat telah mengeluarkan ciri cantuman automatik yang mengekalkan ralat penyambungan acuan dalam lingkungan 0.05mm dengan menggunakan lokasi penanda aras. Ini memungkinkan untuk-menghasilkan acuan besar secara besar-besaran. Teknologi IoT juga boleh membenarkan anda memantau dan membetulkan item dari jauh, yang mengurangkan perbelanjaan menjalankan dan menyelenggaranya serta menjadikannya lebih dipercayai.
3. Bekerjasama dalam rantaian perindustrian untuk mewujudkan ekologi terbuka
Syarikat yang membuat peralatan, membekalkan bahan dan membuat acuan sedang bekerjasama untuk mencipta penyelesaian lengkap "perkakasan+bahan+perkhidmatan." Sebagai contoh, sebuah syarikat menawarkan penyelesaian penuh "peralatan+proses+bahan habis pakai." Peralatan UM600MTnya mempunyai saiz pembentukan 400mm × 600mm × 500mm, yang cukup besar untuk mencetak acuan kereta yang besar. Selain itu, platform awan akan menghubungkan sumber reka bentuk dari seluruh dunia dengan nod pembuatan di kawasan yang berbeza, mewujudkan model perniagaan baharu yang dipanggil "pencetakan tempatan dan pengedaran global."