Care sunt materialele metalice de imprimare 3D utilizate în mod obișnuit pentru fabricarea matrițelor?

1. Oțel matriță: cheia durității ridicate și rezistenței la uzură
Oțelul pentru matrițe este principalul material utilizat în imprimarea 3D din metal pentru realizarea matrițelor. Este foarte robust, rezistent la uzură și rezistent la coroziune, ceea ce îl face cea mai bună alegere pentru procedurile de formare la cald, cum ar fi turnarea sub presiune-și turnarea prin injecție. Folosind oțel de matriță și tehnologia de imprimare 3D, este posibil să se realizeze structuri complicate care sunt greu de realizat cu metode tradiționale, cum ar fi:
O matriță specifică pentru bara de protecție a vehiculului folosește un canal de apă flexibil în spirală construit din oțel de matriță imprimat 3D. Acest lucru scade diferența de temperatură dintre miez și suprafață de la 45 la 8 grade, reduce timpul de răcire cu 30% și scade rata de deformare a produsului de la 8% la 0,5%.
Matriță ușoară: o matriță pentru electronice de larg consum a fost făcută mai ușoară cu 42%, deși totuși puternică. Acest lucru a fost realizat prin optimizarea formei matriței. În același timp, acum există mai mult spațiu pentru circuitul de apă de răcire, iar ciclul de turnare prin injecție a fost redus cu 25%.
Producția de duze fierbinți care este integrată: dilatarea și contracția termică pot provoca cu ușurință goluri și fisuri în duzele fierbinți tradiționale, deoarece sunt alcătuite din multe secțiuni. 3Oțelul pentru matriță de imprimare D poate face ca turnarea duzelor la cald să funcționeze mai bine în general, să reducă greșelile de asamblare și să stabilească calitatea articolelor turnate prin injecție.
2. Aliaj de titan: un avans dublu în a fi ușor și rezistent la coroziune
Deoarece sunt puternice, ușoare și rezistente la coroziune, aliajele de titan sunt foarte utile în fabricarea de matrițe de ultimă generație-. Unele dintre cele mai comune utilizări ale acestuia sunt:
Matriță aerospațială: o matriță pentru lama unui motor de avion este compusă dintr-un aliaj de titan imprimat-3D, care are o structură cu zăbrele care o face ușoară și puternică, făcând, totodată, mai rezistentă la temperaturi ridicate de până la 600 de grade .
Matrite pentru implanturi medicale: aliajul de titan este un material excelent pentru matrițele pentru implanturi ortopedice, deoarece este biocompatibil. O matriță personalizată pentru articulația șoldului realizată cu imprimare 3D are o structură poroasă care ajută oasele să crească împreună și reduce timpul de recuperare al pacientului cu 40%.
Optimizarea unui canal de flux complex: o nouă matriță pentru un pachet de baterii de vehicule electrice utilizează tehnologia de imprimare 3D din aliaj de titan. În interiorul matriței, canalele de curgere transversală sunt proiectate pentru a îmbunătăți eficiența curgerii lichidului de răcire cu 50% și uniformitatea temperaturii acumulatorului cu 20%.
3. Aliaj de aluminiu: un amestec bun de ușurință și conducție termică
Aliajul de aluminiu este cel mai bun material pentru fabricarea matrițelor, deoarece este ușor, conduce bine căldura și poate fi reciclat. Găsește un echilibru bun între cost și eficiență. Poate fi folosit in urmatoarele situatii:
Matriță pentru componente auto: matrița pentru chiulasa unui motor dat este compusă din aliaj de aluminiu care a fost imprimat 3D. Structura rețelei biomimetice îl face cu 28% mai ușor. În același timp, conductivitatea termică puternică a aliajului de aluminiu este folosită pentru a reduce timpul de răcire cu 15% și costul fabricării unei piese cu 18%.
Matriță electronică pentru bunuri de larg consum: matrița cadru central pentru un anumit smartphone este realizată cu imprimare 3D din aliaj de aluminiu și are pereți care au o grosime de numai 0,3 mm. Ciclul de turnare prin injecție este redus de la 45 de secunde la 32 de secunde, iar randamentul produsului crește până la 99,2% atunci când este combinat cu o cale navigabilă flexibilă.
Verificarea iterației rapide: aliajul de aluminiu este un material excelent pentru realizarea de prototipuri de matriță, deoarece este ieftin. O companie care produce electrocasnice a folosit matrițe din aliaj de aluminiu imprimate 3D-pentru a-și testa produsele. Acest lucru a redus timpul necesar pentru fabricarea produsului de la 8 săptămâni la 3 săptămâni și costul schimbării designului cu 70%.
4. Aliaje-pe bază de nichel: protectori ai performanței în condiții dure
Aliajele pe bază de-nichel sunt esențiale în producția de matrițe care pot rezista la temperaturi și presiuni ridicate, deoarece rezistă la oxidare și coroziune. Este folosit în mod obișnuit pentru:
Matriță pentru motor de aeronave: o matriță specifică pentru pale de turbină este construită dintr-un aliaj pe bază de nichel-care poate suporta temperaturi de până la 1200 de grade și presiuni de până la 100 MPa. Durează de trei ori mai mult decât matrițele obișnuite, iar greutatea sa a fost redusă cu 22% datorită unui design de optimizare topologică.
Formă pentru pompa principală pentru energie nucleară: aliajele pe bază de-nichel sunt principalul material pentru matrițele pentru echipamentele de energie nucleară, deoarece pot rezista la radiații. Folosind imprimarea 3D, matrița rotorului pentru o pompă principală de energie nucleară a fost realizată cu canale de curgere complicate. Acest lucru a făcut răcirea cu 40% mai eficientă, satisfăcând în același timp nevoile de etanșare în condiții foarte dure.
O matriță cu reacție specifică folosește tehnologia de imprimare 3D din aliaj de nichel-pentru a-și menține structura stabilă în condiții corozive. Ciclul de întreținere a fost prelungit de la fiecare trei luni la fiecare optsprezece luni, iar costul total al ciclului de viață a scăzut cu 65%.
5. Aliaj de cupru: profitând la maximum de conductivitate termică
Aliajele de cupru sunt excelente pentru a face matrițe care trebuie să transfere rapid căldura, deoarece sunt bune la conducerea căldurii și a electricității. Unele dintre locurile unde poate fi folosit sunt:
O matriță de ambalare a semiconductorilor este formată din aliaj de cupru imprimat 3D. Eficiența de răcire este îmbunătățită cu 80% prin designul canalului la nivel de micrometru-. Acest lucru reduce ciclul de ambalare de la 12 secunde la 5 secunde și crește capacitatea de producție cu o singură linie-cu 140%.
Aliajul de cupru are o conductivitate termică ridicată, ceea ce înseamnă că poate răspândi rapid căldura de sudare și poate împiedica deformarea piesei de prelucrat. Prin imprimarea 3D a canalelor de curgere din aliaj de cupru, o matriță de sudură pentru un nou modul de baterie pentru vehicule cu energie a crescut randamentul de sudare de la 92% la 98,5%.
Formă pentru microschimbător de căldură: matrița modulului de disipare a căldurii pentru o anumită stație de bază 5G utilizează tehnologia de imprimare 3D din aliaj de cupru pentru a realiza o structură care este exactă, cu o grosime a peretelui de 0,1 mm și un diametru al canalului de 0,3 mm. Eficacitatea disipării căldurii este de trei ori mai mare decât cea a modelelor tipice.