金型の複雑な幾何学的構造は印刷品質に影響しますか?

一、複雑な幾何学形状を正確に印刷するのは難しい
1. モデル設計とスライスの精度
小さなセクション、薄い壁、または垂れ下がった部品を含む複雑な幾何学的構造の場合、モデルのスライス処理はより正確である必要があります。たとえば、モールドの肉厚が 0.5 mm 未満の場合、一般的なスライス ソフトウェアでは精度が十分ではないため、層間の位置ずれが発生する可能性があります。また、吊り下げ構造が正しく構築およびサポートされていない場合、印刷中に簡単に崩壊する可能性があります。 Bolite は、最小フィーチャ サイズを 0.3 mm 以内に抑える航空機エンジン ブレードの金型プロジェクト用のスライシング アルゴリズムを独自に作成しました。また、アダプティブ サポート技術を使用して、中断された部分の印刷成功率を 98% に高めました。

2. 材料の収縮と熱による応力
溶融固化プロセス中の材料の収縮率は、金属 3D プリントの寸法精度に直接影響します。たとえば、ニッケル製の合金であるインコネル 718 の熱膨張係数は 12.5 × 10-6/度です。複雑な曲線をもつ金型を印刷する場合、部位ごとの温度差により不均一な収縮や反り変形が発生する場合があります。特定の自動車部品金型ケースのスライス ソフトウェアに熱応力補償モデルを追加することにより、収縮誤差が 0.2 mm から 0.05 mm に減少しました。これにより、金型を組み立てる際の精度が大幅に向上しました。

3. 装置の精度と動作の制御
ハイエンド産業用-グレードの 3D 印刷機は、最大 5g まで加速し、± 10 μm の精度で位置決めできるリニア モーター ドライブ システムを使用しています。しかし、複雑な幾何学的形状では、機器がどれだけ早く反応できるかがより重要視されます。たとえば、スパイラル流路を備えたモールドを印刷する場合、ノズルは高速に移動している場合でも正しい経路に留まる必要があります。そうしないと、流路の断面寸法が簡単に変化する可能性があります。-閉ループ制御技術-は医療用金型プロジェクトで利用され、ノズル軌道誤差を±5μm以内に保ち、チャネル直径を確実に一定に保つことができました。

2、複雑な幾何学的構造のプロセスを最適化するパス
1. 形状の最適化と軽量化
トポロジー最適化テクノロジーはアルゴリズムを使用して、材料を分配する最適な方法を自動的に見つけ、金型の強度を保ちながら余分なコンポーネントを取り除きます。たとえば、トポロジーの最適化により、特定のダイカスト金型の重量が 40% 削減され、内部構造に冷却水回路が追加されたため、冷却効率が 25% 向上しました。-また、格子状の骨組みを使用することで、より軽量なものを構築することが可能になりました。 30% の多孔質チタン合金格子が接続型に充填されます。これにより、剛性を維持しながら材料の使用量を 60% 削減します。

2. マルチレーザー協調スキャン技術-
大きくて複雑な金型の場合、マルチレーザーの共同スキャンにより、印刷をより高速かつ正確に行うことができます。{0} Platinum BLT-S800 には 8 つのレーザーが搭載されており、最大 800 × 800 × 1000mm までの物を成形できます。層間接着誤差も±0.03mm以内に抑えられます。新エネルギー車のバッテリー トレイ金型プロジェクトでは、マルチレーザー コラボレーション テクノロジーにより、印刷時間を 72 時間から 24 時間に短縮しました。-寸法公差も航空グレード基準±0.05mmを超えています。

3. 適切なモニタリングと閉ループ制御-
印刷プロセス中、現場監視システムは赤外線カメラ、溶融プール センサー、その他の機器を使用して、溶融プールの温度や形状などのリアルタイム情報を記録します。-航空機エンジンのタービン ディスクの金型を作成するプロジェクトにおいて、現場監視システムが奇妙な温度パターンを発見しました。-次に、システムはレーザー出力とスキャン速度を自動的に変更し、空隙率を 0.8% から 0.2% に下げました。これにより、金型の疲労寿命が大幅に延長されました。

3、後処理テクノロジーにより、複雑な構造がより正確になります。-
1. 応力除去と熱処理
金属 3D プリント金型の残留応力を除去するには、熱処理が必要です。 H13 工具鋼の硬度は、1050 度の溶液で処理し、その後 620 度で時効すると 38HRC から 52HRC になります。寸法安定性も 30% 向上します。射出成形金型ケースの熱処理方法を改良することにより、金型キャビティの寸法変化率が0.15%から0.05%となり、射出成形光学グレード品の基準を満たしました。

2. 精密な加工と表面処理
CNC フライス加工により、重要な寸法の製品がさらに正確になる可能性があります。あるコネクタの金型は3DプリンティングとCNC複合材を用いて作られており、嵌合隙間は世界最高レベルの0.005mm以内に管理されています。また、電解研磨技術により表面の荒れを少なくし、Ra8μmからRa0.2μmまで、医療用インプラントの生体適合性基準を満たすことができます。