ダイカスト金型で金属 3D プリントを使用するにはどうすればよいですか?-

一、ダイカスト金型を可能にする金属 3D プリント技術の主な利点-
1. 伝統工芸の枠を超えた複雑な建物を無料で設計できる。
従来のダイカスト金型の冷却水路は機械加工によって作られるため、複雑な表面や深い凹部を均一に配置するのが困難です。{0}これにより、金型の局所的な過熱や熱疲労亀裂などの問題が発生する可能性があります。金属 3D プリンティングでは、材料を互いの上に積み重ねることにより、コンフォーマルな冷却チャネルを構築できます。これにより、冷却液が高温箇所に直接影響を与え、金型表面の温度分布が改善されます。-たとえば、Platinum Technology は、BLT-18Ni300 材料を使用してアルミニウム合金ダイカストの金型を製造しています。内部流路の設計を最適化することで、冷却効率が30%以上向上し、金型寿命が従来の2倍となり、製品歩留まりが85%から99%に向上しました。
2. 全体的な経費を削減するには、軽量と構造強度のバランスを見つけます。
従来の金型製作では金属の切削加工が多用されますが、使用される材料はわずか 30% です。また、金型の構造が重いため、移動やメンテナンスのコストも高くなります。トポロジー最適化テクノロジーは金属 3D プリンティングで使用され、不要な素材を取り除き、重量と構造強度の最適なバランスを見つけます。 Platinum Lite が紹介するアルミニウム合金ダイカスト金型の重量はわずか 27 kg で、一般的な金型より 40% 軽量です。また、高温高圧下での使用にも十分な強度を持っています。また、3Dプリンティングによる一体成型技術により、組み立てる部品点数が削減され、接合時の熱膨張・収縮変化が抑えられ、金型の安定性がさらに高まります。
3. 開発サイクルをスピードアップするための迅速なイテレーションと柔軟な生産
昔ながらの方法で金型を作るには、設計、切断、溶接、組み立てなど、長い時間と多くの手順が必要です。デザイン変更にも多額の費用がかかります。金属 3D プリンティングは、デジタル モデルを使用した製造を直接推進するため、プロトタイプを迅速に作成し、時間をかけて改善することが容易になります。たとえば、Broadcom Precision は、Huashu High Tech FS273M シリーズ装置を使用して、新エネルギー車のバッテリー パック シェルのダイカスト金型の完全なプロセス サービスを提供しています。{6}}これにより、開発サイクルが従来のプロセスの 45 日から 7 日に短縮され、各部品のコストが 60% 削減され、年間生産量 100,000 セットの大規模アプリケーションの実現に成功しました。-
2、ダイカスト金型用の金属 3D プリンティングにおける大きな技術進歩-
1. 新素材：耐熱性と熱伝導性を両立
ダイカスト金型は 600 度を超える高温での液体アルミニウムの衝撃に耐える必要があり、材料の耐熱亀裂性、耐摩耗性、熱伝導率について厳しい基準が必要です。金属 3D プリントでは、H13 工具鋼、MS1 マルテンサイト時効鋼、銅合金、その他の材料を安定して使用できるようになりました。また、後処理強化テクノロジーによってパフォーマンスを向上させることもできました。{6}}たとえば、ある会社は、レーザー焼入れ処理後の硬度 52HRC、熱伝導率 120W/(m・K) を持つ銅-ベースの複合材料を製造しました。これにより、航空機エンジン ブレード用のダイカスト金型の長期使用のニーズ-に対応します-。
2. プロセスの最適化: 複数のレーザーとスマートなパラメータ制御の使用
印刷機器のメーカーは、印刷をより速く、より正確にするために技術的な障害を克服する方法を常に模索しています。 Platinum BLT-S450 は 8 つのレーザーによる共同印刷が可能で、成形サイズは 450mm × 450mm × 500mm です。印刷速度は単一レーザーデバイスよりも 300% 高速です。インテリジェントなパラメータ制御システムは、材料の特性に基づいてレーザー出力、スキャン速度、その他の設定を自動的に変更し、表面品質と層間接着強度が確実に高くなるようにします。たとえば、特定のタイプの自動車エンジンのシリンダー ブロックのダイカスト金型を作成する場合、BLT- S450 装置は 7 × 24 時間連続稼働し、1 つの金型を印刷するのにかかる時間を 72 時間から 24 時間に短縮し、寸法精度を ± 0.05 mm 以内に保ちます。
3. 処理後の強化：表面性能と疲労寿命の両方が向上します
金属 3D プリント部品の表面粗さ (Ra 6.3 μm 以上) と内部残留応力は、金型の機能に影響を与える可能性があるため、後処理技術によって改善する必要があります。-。現在最も人気のあるテクノロジーは次のとおりです。
熱処理: アニーリングにより内部応力が取り除かれ、材料がより強くなります。
サンドブラストと研磨: アルミニウムの付着の可能性を下げるために、Ra を 0.8 μ m 以下に下げて表面の荒れを軽減します。
レーザークラッディング: 金型の表面に耐摩耗性のコーティングを施し、金型を長持ちさせます。
たとえば、ある企業は、新エネルギー車のモーター シェルのダイカスト金型の複合後処理手順を考案しました。これにより、金型の寿命が 30,000 倍から 120,000 倍に向上し、部品あたりのコストが 75% 削減されました。{0}{1}{1}
3. 業界の仕組みと収益の例
1. 新エネルギー車の分野では、バッテリーパックシェルのダイカスト金型-
新エネルギー車を製造するトップ企業は、金属 3D プリンティングを利用してバッテリー パック シェルのダイカスト金型を製造しています。-コンフォーマル冷却水路の設計により、金型の温度均一性が ± 15 度から ± 3 度に向上し、サイクル タイムが 35% 短縮され、単一金型の寿命が 80,000 倍以上に延長されます。これは、一般的な H13 鋼金型よりも 40% 長くなります。また、3D プリンティングの軽量構造により、金型が 50% 軽量になり、取り扱いが 60% 効率化され、経費が 45% 削減されます。
2. 航空宇宙分野ではエンジンタービンディスク鍛造金型があります。
特定の種類の航空機エンジン用のタービン ディスク鍛造金型を製造するには、従来の方法では 100 個の別々の部品を溶接して組み立てる必要があり、納期に最大 11 か月かかる場合があります。 Optisys の DMLS テクノロジーを使用した後、金型は単一ユニットに作成され、重量が 95% 削減され、納期は 2 か月に短縮されました。トポロジー最適化設計により金型の剛性が 25% 向上し、高温高圧下での作業ニーズに対応します。
3. 家庭用電化製品の世界では、ノートパソコンのシェルのダイカスト金型-
家庭用電化製品を製造する大手企業は、金属 3D プリンティングを使用してラップトップ ケースのダイカスト金型を製造しています。-コンフォーマルな冷却水路により製品の反りが 0.5% から 0.15% に低減され、内部格子構造設計により強度を保ちながら重量を 40% 削減しました。この金型は年間50万セットを製造するなど、幅広く使用されています。コンポーネントあたりのコストは、以前の方法と比較して 30% 削減されました。