Pot fi folosite diferite materiale de imprimare metalice pentru repararea mucegaiului?

1. Adaptarea performanței materialelor: de la repararea unui lucru până la îmbunătățirea funcției acestuia
Principalele lucruri care trebuie făcute pentru a repara o matriță sunt să o faceți din nou corectă din punct de vedere geometric, să o faceți mai rezistentă la uzură, coroziune și rezistență la oboseală termică. Diferitele materiale de imprimare metalice pot fi personalizate pentru diferite funcții de reparație prin modificarea compoziției lor și îmbunătățirea procesului de imprimare.
Seria din oțel inoxidabil: o opțiune accesibilă pentru toate reparațiile
Oțelul inoxidabil 316L este unul dintre cele mai populare materiale pentru repararea mucegaiului, deoarece este robust și rezistent la rugină. Are o fereastră mare de imprimare, poate răspunde cu ușurință la energia laser, iar țesutul pe care îl imprimă este gros. Funcționează bine pentru fixarea matrițelor care trebuie să fie foarte curate, inclusiv cele folosite pentru ambalarea alimentelor și pentru a face coji pentru aparatele electrocasnice. De exemplu, o companie care produce aparate electrocasnice a folosit imprimarea 3D din oțel inoxidabil 316L pentru a fixa suprafața de separare a matrițelor de injecție. Stratul de reparare și substratul au avut o rezistență metalurgică de legătură de 450MPa, iar rezistența la coroziune a ionilor de clorură a fost de trei ori mai bună decât cea a galvanizării standard. Timpul necesar pentru a repara lucrurile a fost redus de la 7 zile la 48 de ore.
Oțelul de întărire prin precipitare martensitic 17-4PH este tratat pentru a-l îmbătrâni, ceea ce face ca fazele de întărire să precipite. Are o duritate de HRC45-55 și este bun pentru repararea muchiilor matrițelor de ștanțare cu sarcină mare. Această substanță a fost folosită de un anumit producător de piese auto pentru a fixa matrițe progresive convexe, ceea ce le-a făcut să reziste de 200.000 de ori mai mult și să reducă costul fixării unei singure piese cu 60%.
Seria Tool Steel: Un mare pas înainte în performanța în medii calde
Deoarece poate rezista la oboseala termică și se întărește, oțelul H13 pentru prelucrare la cald este adesea folosit pentru a fixa matrițe de turnare. În reparațiile tradiționale, oțelul H13 trebuie să controleze dimensiunea granulelor sale prin forjare și tratare termică. În imprimarea 3D, pe de altă parte, tehnologia depunerii de energie direcționată (DED) poate genera direct structuri cu granule mici (ASTM gradele 8-10). Imprimarea 3D din oțel H13 a fost utilizată pentru a fixa miezul unei matrițe de turnare sub presiune pentru un bloc cilindric al motorului. Durata de viață la oboseală termică a stratului de reparare a fost de 12.000 de ori mai mare decât cea a sudării obișnuite. Nu are nevoie de tratament termic suplimentar, ceea ce reduce timpul de livrare la jumătate.
Oțelul pentru scule D2 are un conținut ridicat de carbon și crom (C 1,5%, Cr 12%) și o duritate Rockwell de HRC60 sau mai mare. Este bun pentru fixarea muchiei de tăiere a matrițelor de ștanțare la rece. Un producător de conectori electronici a folosit imprimarea 3D din oțel D2 pentru a fixa matrițele de ștanțare precise. După reparație, înălțimea bavurilor a scăzut de la 0,05 mm la 0,01 mm, iar rata de certificare a produsului a crescut de la 92% la 98%.
Seria de aliaj de-înaltă temperatură: garanție de performanță chiar și în cele mai nefavorabile circumstanțe de lucru
Aliajele de-nichel-la temperatură înaltă, cum ar fi Inconel 718, rămân rezistente la 650 de grade și pot fi folosite pentru a fixa matrițe pentru palele motoarelor de aeronave și forjarea la-temperatură înaltă. Este posibil ca Inconel 718 să se defecteze în timpul reparațiilor tradiționale din cauza fisurilor termice. Cu toate acestea, imprimarea 3D poate opri formarea cristalelor colonare și poate menține rata de fisurare sub 0,1% prin schimbarea tacticii de scanare (o astfel de rotație a stratului intercalat de 67 de grade) și a densității de energie (80-100J/mm³). Un producător de aviație a folosit Inconel 718 pentru a fixa matrițe pentru forjarea discurilor de turbină. După 620 de grade / 10000 de cicluri termice, stratul de reparare nu s-a crăpat, iar durata de viață a matriței a fost prelungită de trei ori mai mult decât cea a matriței originale.
Seria cu aliaj de cupru: o opțiune personalizată pentru a scăpa rapid de căldură
Aliajele de cupru, cum ar fi CuCrZr, sunt excelente pentru fixarea sistemelor de răcire a matrițelor, deoarece pot conduce căldura foarte bine, cu o conductivitate termică de 200–300 W/(m · K). Din cauza limitelor structurale, canalul de apă de răcire în procesele tradiționale de foraj este probabil să se răcească neuniform. Cu imprimarea 3D, puteți face imediat un canal de răcire conform. O matriță pentru bara de protecție a mașinii a fost fixată cu imprimare 3D din aliaj CuCrZr. Acest lucru a făcut ca circuitul de apă de răcire să funcționeze cu 40% mai bine, a redus timpul necesar pentru a face o bucată de la 18 secunde la 12 secunde și a redus consumul de energie cu 22%.
2. Adaptabilitatea procesului: de la reparație unică la fabricarea compozitelor
Principalul beneficiu al matrițelor de reparare pentru imprimare 3D din metal este că sunt suficient de flexibile pentru a permite controlul precis al performanței reparațiilor prin proiectarea în colaborare a materialelor, tehnicilor și structurilor.
Topire selectivă cu laser (SLM): O tehnologie standard pentru reparații cu precizie ridicată
Tehnologia SLM folosește pete laser cu lățime de 25 până la 50 μm pentru a repara lucrurile cu defecte foarte mici, inclusiv matrițe de precizie. La repararea unei matrițe de ambalare a semiconductoarelor, tehnologia SLM a fost folosită pentru a imprima un strat de reparare din oțel 17-4PH cu o grosime de 0,05 mm, cu o precizie dimensională de ± 0,02 mm și o rugozitate a suprafeței de Ra Mai mică sau egală cu 0,8 μm. După ce a fost fixată, matrița poate intra direct în producție fără a fi nevoie să fie lustruită din nou.
Topirea cu fascicul de electroni (EBM): o nouă modalitate de a repara rapid și ușor aliajele cu temperatură ridicată-
Tehnica EBM folosește fasciculele de electroni ca sursă de căldură pentru a realiza rapid prototipuri de materiale precum cuprul și titanul care reflectă bine lumina în vid. Pentru a fixa o matriță pentru camera de ardere a unui motor rachetă, a fost utilizată tehnologia EBM pentru a imprima canale de răcire din aliaj CuCrZr. Acest lucru a fost realizat cu un ritm de 200 cm³/h, care este de cinci ori mai rapid decât tehnologia SLM. Stratul de reparare avea o densitate de 99,9% și o conductivitate termică similară cu cea a pieselor forjate.
Depunere de energie direcționată (DED): Remediere rapidă pentru mucegaiuri mari
Tehnologia DED permite reparații rapide ale matrițelor mari prin alimentarea cu pulbere în același timp. Funcționează bine pentru fixarea echipamentelor uriașe, cum ar fi forme-de turnare sub presiune și matrițe de forjare. Tehnologia DED a fost utilizată pentru a imprima un strat reparator de oțel H13 pe o suprafață de 0,5 m² pe o matriță de forjare pentru un rulment de turbină eoliană. Timpul necesar pentru remedierea problemei a fost redus de la 15 zile la 72 de ore, iar rezistența aderării dintre stratul de reparare și substrat a atins 500 MPa, ceea ce este necesar pentru setările de forjare la-înaltă presiune.
3. Utilizare în afaceri: de la repararea lucrurilor din zonă până la gestionarea întregului ciclu de viață
Tehnologia de reparare a imprimării 3D din metal a evoluat de la repararea unui singur matriță la gestionarea ciclului de viață a matriței, creând un sistem în buclă închisă-de „remanufactură de actualizare funcțională a reparației preventive”:
Reparație preventivă: întreținere care se bazează pe date și se face din timp
Reparația imprimării 3D poate fi făcută din timp prin introducerea senzorilor în matriță pentru a urmări lucruri precum temperatura și stresul în timp real și folosind tehnologia digitală dublă pentru a ghici unde va eșua matrița. O anumită companie care produce piese auto a pus senzori de temperatură în matrițe-de turnare sub presiune. Când temperatura de bază depășește nivelul critic, procedura de reparare a imprimării 3D din aliaj CuCrZr pornește de la sine. Acest lucru face ca matrița să dureze de 500.000 de ori mai mult decât ar fi altfel.
Upgrade funcțional: gândirea la reparație ca la o modalitate de a îmbunătăți lucrurile
În timpul procesului de reparație, folosim noi structuri, cum ar fi răcirea conformă și zăbrelele ușoare, pentru a face matrița să funcționeze mai bine. La repararea unei matrițe de injecție pentru husa de telefon mobil, imprimarea 3D a fost utilizată pentru a adăuga canale de răcire care au fost optimizate pentru topologie la miezul matriței. Aceasta reduce distorsiunea deformare a produsului de la 0,8 mm la 0,2 mm. Structura de zăbrele a fost, de asemenea, folosită pentru a reduce greutatea matriței cu 30% și utilizarea sa de energie cu 15%.
Remanufacturarea: merită reconstruită într-o economie circulară
Utilizarea tehnologiei de imprimare 3D pentru a reface matrițe sparte poate reduce costul reparațiilor la 40% din costul matrițelor noi. În procesul de refabricare a unei matrițe pentru lama unui motor de avion, cavitatea uzată a fost fixată cu imprimare 3D a aliajului Inconel 718. După ce a fost reparată, matrița a funcționat în proporție de 90% la fel ca una nouă, iar timpul necesar pentru a o repara a trecut de la 3 luni la 3 săptămâni, ceea ce a economisit mulți bani la producție.