Bagaimana untuk memilih bahan cetakan 3D logam yang sesuai untuk menghasilkan acuan?

1. Pemilihan bahan ditentukan oleh senario aplikasi: pelbagai keperluan untuk pengacuan suntikan dan tuangan die
Faktor utama yang menentukan bahan yang digunakan ialah jenis acuan dan cara ia akan digunakan. pelbagai proses mempunyai keperluan yang agak pelbagai untuk sifat bahan:
Acuan suntikan perlu mampu mengendalikan suhu dan tekanan tinggi plastik cair. Bahan harus dapat mengalirkan haba dengan baik, menahan kakisan, dan menahan keletihan terma. Sebagai contoh, acuan dalaman kereta menggunakan serbuk keluli tahan karat 316L, dan pembinaan saluran air penyejuk konform memendekkan kitaran pengacuan suntikan daripada 120 saat kepada 75 saat, meningkatkan kadar hasil kepada 98%. Serbuk keluli acuan XM-7, yang mempunyai kekonduksian terma 30W/(m · K), boleh mempercepatkan penyejukan produk dan menggalakkan proses menggigit kakisan kimia. Ini memenuhi keperluan pemprosesan halus corak cetek (depth<0.12mm).
Acuan tuangan die: Ia mesti mampu mengendalikan-suhu tinggi hakisan cecair logam dan kitaran tegasan terma. Bahan juga mestilah sangat tahan lasak, tahan haus-dan tahan retak akibat haba. Oleh kerana kekerasan rawatan habanya 50–52HRC, serbuk keluli berumur martensit 1.2709 (18Ni300) telah menjadi pilihan terbaik untuk acuan tuangan-acuan aloi aluminium. Menggunakan bahan ini dalam-acuan tuangan silinder enjin kereta tertentu telah meningkatkan hayat acuan daripada 20,000 penggunaan kepada 60,000 penggunaan dan mengurangkan kos setiap keping sebanyak 40%.
Acuan tayar getah: Blok corak perlu sangat tepat dan tahan haus, dan ia perlu menguruskan ubah bentuk haba untuk memastikan produk daripada berkelip. Teknologi SLM yang digunakan untuk mencetak acuan serbuk keluli tahan karat CX (Corrax) memberikannya keupayaan menggilap sehingga tahap A2. Berat acuan dipotong sebanyak 30% berkat sistem sokongan kekisi yang dioptimumkan, dan ketepatan replikasi corak dipertingkatkan kepada dalam 0.01mm.
2. Memadankan sifat bahan: Empat petunjuk utama menetapkan had untuk prestasi.
Empat aspek mesti diambil kira semasa menilai prestasi bahan acuan: kualiti mekanikal, sifat terma, rintangan kakisan, dan kebolehsuaian proses.
Sifat mekanik: Keupayaan acuan untuk menahan berat adalah berdasarkan kekuatan tegangan, kekuatan hasil dan pemanjangan semasa putus. Contohnya, serbuk 1.2709 mempunyai kekuatan tegangan 2000MPa, yang menjadikannya bagus untuk-situasi tuangan dengan tekanan yang tinggi. 316Serbuk L mempunyai pemanjangan patah sebanyak 45%, yang menjadikannya lebih baik untuk acuan suntikan berdinding-nipis yang perlu kuat.
Sejauh mana ia berfungsi dalam haba: Kecekapan penyejukan dan kestabilan dimensi dipengaruhi oleh kekonduksian terma dan pekali pengembangan terma. Keluli acuan XM-7 mempunyai kekonduksian terma yang 100% lebih tinggi daripada 316L. Ini boleh memendekkan kitaran pengacuan suntikan. Aloi invar 36 (dengan pekali pengembangan haba 1.2 × 10⁻⁶/ darjah ) digunakan untuk acuan optik untuk mengelakkannya daripada kehilangan ketepatan akibat ubah bentuk haba.
Rintangan kakisan: Jika anda ingin melindungi daripada plastik yang menghakis seperti PVC dan PA, pilih keluli tahan karat dengan kepekatan kromium tinggi. 316Serbuk L mempunyai 17% kromium, yang membantu memastikan permukaan licin dalam keadaan lembap dan mengurangkan keperluan untuk penyelenggaraan.
Kebolehsuaian proses: Kualiti cetakan dipengaruhi oleh kebolehlilir serbuk, kandungan oksigen dan sfera. Sebagai contoh, serbuk dengan taburan saiz zarah 15–53 μm boleh menghapuskan kecacatan antara lapisan yang berlaku apabila serbuk merebak secara tidak sekata. Keliatan impak serbuk 316L dengan paras oksigen kurang daripada 100PPM adalah 44% lebih tinggi daripada bahan biasa, yang memanjangkan hayat acuan.
3. Kebolehsuaian proses: bekerjasama untuk menambah baik peralatan dan{1}}pemprosesan pasca
Pilihan bahan mesti diselaraskan dengan teliti dengan proses pencetakan dan aliran-pemprosesan:
Keserasian peralatan: Teknologi pencetakan 3D logam yang berbeza memerlukan bahan yang berbeza. Proses SLM berfungsi dengan baik dengan bahan yang mempunyai takat lebur yang tinggi, seperti aloi titanium dan 1.2709. Pendekatan jet pengikat berfungsi lebih baik dengan serbuk-besi murah. Sebagai contoh, syarikat tertentu membuat serbuk aloi aluminium ZY6061 yang boleh dicetak secara stabil pada peralatan EOS M290 dengan meningkatkan pengagihan saiz zarah dan kebolehlilir. Ini menyelesaikan masalah keretakan dalam aloi aluminium 6 siri biasa.
Cara merawat haba: Untuk menghilangkan ketegangan sisa dan memperbaiki struktur mikronya, bahan bercetak perlu dipanaskan. Kekerasan serbuk keluli tahan karat 17-4PH boleh mencapai 42HRC selepas berumur pada 480 darjah, yang juga menghilangkan retakan percetakan. Keliatan hentaman keluli acuan XM-7 boleh ditingkatkan kepada 20J/cm² menggunakan prosedur pelindapkejutan berperingkat, manakala kekerasannya kekal pada 30HRC.
Rawatan permukaan: Bergantung pada kegunaan acuan, anda boleh memilih penyaduran elektrik, letupan pasir atau penggilap kimia. Contohnya, acuan kasut perlu menggunakan penyaduran nano untuk mendapatkan kesan cermin dan acuan-die perlu menggunakan letupan pasir untuk menjadikan permukaan lebih kasar dan lebih mudah untuk ditanggalkan.
4. Analisis ekonomi: mengawal kos sepanjang kitaran hayat
Pemilihan bahan mesti mencapai kompromi antara prestasi dan kos, dan penilaian keseluruhan kitaran hayat mesti digunakan untuk mengurangkan kos dan meningkatkan kecekapan:
Kos bahan: Terdapat perbezaan besar dalam harga antara-bahan mewah. Harga seunit serbuk 1.2709 adalah kira-kira 800 yuan/kg, iaitu tiga kali ganda harga 316L (260 yuan/kg). Walau bagaimanapun, ia boleh bertahan tiga kali lebih lama daripada keluli H13 biasa dan lebih murah secara keseluruhan. Prosedur "cantuman asas" boleh digunakan untuk mencetak-bahan berprestasi tinggi pada tapak keluli acuan tradisional untuk{10}}pengeluaran skala kecil. Ini mengurangkan jumlah bahan yang digunakan.
Sejauh mana pembuatan berfungsi: Bahan dengan kekonduksian haba yang tinggi boleh mempercepatkan kitaran pengacuan suntikan dan menggunakan peralatan dengan lebih baik. Menggunakan serbuk XM-7 dalam acuan berbilang rongga perubatan tertentu telah mengurangkan masa yang diperlukan untuk membuat satu komponen daripada 45 saat kepada 30 saat. Nilai acuan telah meningkat lebih daripada 2 juta yuan setahun.
Kos penyelenggaraan: Bahan yang tidak menghakis boleh menyebabkan anda kurang kerap membersihkannya. 316Acuan L boleh mengekalkan permukaan rata walaupun dalam keadaan lembap, yang mengurangkan perbelanjaan penyelenggaraan sebanyak 60% berbanding keluli P20 biasa.