Q:激光金屬3D打印技術(shù)在模具加工方面的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)如何?
A:在模具行業(yè)邁向深層次數(shù)字化、信息化制造的新時(shí)代背景下,激光金屬3D打印技術(shù)作為增材制造領(lǐng)域的佼佼者,正逐步成為模具高效、高精度制造的新關(guān)鍵技術(shù)。中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)在《模具行業(yè)“十四五”發(fā)展綱要》中明確指出,金屬3D打印對(duì)模具產(chǎn)業(yè)的影響正在逐步加深,預(yù)示著該技術(shù)將在模具制造業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用。
Q:激光模具金屬3D打印主要分為哪幾種類型?
A:激光模具金屬3D打印主要分為兩種類型:嫁接打印和整體打印。其中,嫁接打印通過在傳統(tǒng)鋼料基座上打印金屬粉末層,實(shí)現(xiàn)模具的局部高精度制造,其顯著特點(diǎn)是大幅度降低制作成本。而整體打印則直接打印出整個(gè)模具,適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的快速成型。
Q:激光金屬3D打印主要應(yīng)用于哪些模具加工?
A:模具金屬3D打印的核心應(yīng)用領(lǐng)域是隨形水路和排氣鑲件的打印。隨形水路的設(shè)計(jì)使冷卻水路能夠依據(jù)產(chǎn)品外形輪廓變化,有效解決了傳統(tǒng)加工中只能鉆直線形水路孔導(dǎo)致的注塑周期長(zhǎng)、產(chǎn)品冷卻不均、變形量大等問題。排氣鑲件則通過優(yōu)化排氣系統(tǒng),提升注塑產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
Q:模具金屬3D打印有哪些技術(shù)優(yōu)勢(shì):
A:模具金屬3D打印有以下這些技術(shù)優(yōu)勢(shì):
? 可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):金屬3D打印技術(shù)能夠直接打印出具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)和任意幾何形狀的模具,這是傳統(tǒng)加工方法難以實(shí)現(xiàn)的。這種設(shè)計(jì)自由度極大地提高了模具的靈活性和功能性;
? 高精度制造:金屬3D打印采用激光束或高能電子束等高精度熱源進(jìn)行加工,可以精確控制打印過程中的溫度、速度和精度等參數(shù),從而確保模具的尺寸精度和表面質(zhì)量;
? 快速成形:相比傳統(tǒng)制造方法,金屬3D打印省去了許多復(fù)雜的加工步驟和中間環(huán)節(jié),大大縮短了模具的制造周期。這對(duì)于需要快速響應(yīng)市場(chǎng)變化的企業(yè)來說尤為重要;
? 材料節(jié)約:金屬3D打印技術(shù)通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和精確控制材料使用,降低了模具的制造成本。它可以實(shí)現(xiàn)按需制造,避免了傳統(tǒng)制造中的材料浪費(fèi)和加工余量問題;
Q:激光模具金屬3D打印的使用的粉末材料主要是哪些?各自有哪些性能?
A:模具金屬3D打印主要使用的粉末材料包括CX和18Ni300,可滿足不同模具的加工需求:
? CX為不銹模具鋼,注重防銹和拋光性能;使用CX材料打印完成密度是 7.8g/cm3 左右,完成初始硬度 33±3 HRC,熱處理后硬度可做到45-52HRC;
? 18Ni300作為熱作模具鋼,則以其高韌性、防腐蝕和耐磨性著稱。使用18Ni300材料打印完成密度是 8g/cm3 左右,打印完成初始硬度是 35±3HRC,熱處理后硬度可做到45-55 HRC;
Q:在激光金屬3D打印的前期準(zhǔn)備中,模具鋼材料要如何選擇?
A:當(dāng)我們選擇模具用鋼時(shí),需采用拉伸強(qiáng)度高、硬度高、高耐熱強(qiáng)度、耐蝕性強(qiáng)、韌性好的模具鋼,其中模具鋼材硬度與材料中碳(C)元素含量密切相關(guān),含量越高,硬度越高;但硬度與韌性成反比關(guān)系。同時(shí),模具鋼的防銹性能則取決于鉻(Cr)元素的含量,含量越高,防銹性能越好。因此,在選材時(shí)需根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行權(quán)衡,需要確定所要制造的模具的材質(zhì)、型號(hào)、規(guī)格和生產(chǎn)環(huán)境,再結(jié)合生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)效率要求、模具使用壽命、模具制造的復(fù)雜程度以及使用頻次等因素進(jìn)行選擇。