EOS增材制造技术在模具应用中的亮点

作者:EOS大中华区模具行业经理李健雄先生 文章来源:《MM现代制造》 发布时间:2020-06-03
分享到
模具制造中的增材制造技术是指金属3D打印,金属3D打印有6种不同的打印技术,但因模具要求金属的致密度达到99.99%,目前只有采用粉末床技术才能满足其致密度要求和模具随形水路的复杂度要求。

模具制造中的增材制造技术是指金属3D打印,金属3D打印有6种不同的打印技术,但因模具要求金属的致密度达到99.99%,目前只有采用粉末床技术才能满足其致密度要求和模具随形水路的复杂度要求。随形水路的应用在模具行业有接近10年的市场推广,EOS公司作为金属增材制造技术的龙头企业,在模具制造应用有如下亮点:

亮点一:随形水路的全方位应用。传统的模具制造,在前期分析中,发现了热点区域,一般是增加水井冷却或者通过镶件铍铜进行冷却。但是,水井冷却的方式对于不是圆形的区域来说,产品同样存在冷却不均的现象;同样的原理,如果是局部采用铍铜进行冷却,会造成铍铜区域与周边钢材区域冷却不均的情况。因为模具的冷却不均原因,所以容易引起外观缺限或需要延长生产周期来进行平衡制造。

增材制造的透气钢应用

增材制造的透气钢应用

亮点二:增材制造的透气钢应用(如图)。在一些塑胶件的生产过程中,由于塑胶原材料在熔融过程中会产生一些气体,需要从模具排出去,传统的模具制造方法一般都是采用透气钢。但是如果这个区域采用透气钢,那么就不能设计水路,这就会造成透气钢的局部温度过高,从而引发产品的外观不良;另外传统透气钢容易发生堵塞,需要经常拆下来维修清洗,使生产停机的时间过长,不能保证连续生产。采用增材制造的透气钢后,它可以通过调整参数来达到透气钢的不同致密度,即能保证透气性要求,同时还可以设计气道,在生产保养的过程中,通过反吹气来保证气道不会堵塞,也可以保证连续生产。在非透气区域设计冷却水路,确保透气钢的温度与周边模具钢材的温度一致。

亮点三:增材制造的急冷急热应用。对于一些有表面孔特征非常多的产品或一些外观需要达到高光无痕的产品,在传统制造中需要采用急冷急热技术,即注塑充填是切换到热蒸气,在充填完成后切换到冷却水,采用这种方法最直接的影响是需要投资急冷急热设备,投资急冷急热生产设备会使产品的制造成本有大幅提升。采用增材制造的急冷急热技术,既可以达到急冷急热技术的效果,也可以达到控制成本的目的。它的原理是在靠近产品的区域做一层随形的加热电圈,在电圈的外面设计一层冷却水路,注塑充填时电圈通电加热,注塑充填完成后停止加热,外层的随形冷却水路保证模具能够迅速冷却,从而达到急冷急热的效果。

当前,增材制造技术还不能够在模具制造中全面铺开,个人的观点认为有两个关键原因。第一个原因是采用增材制造的成本偏高。如果再细分增材制造的成本,设备成本与传统加工中心机床设备的成本相当,但制造速度因技术原因还无法与传统加工中心机床加工速度相比较,这是造成制造成本上升的原因之一;另一个制造成本上升的原因是增材制造的原材料,目前的原材料用量是传统原材料的10倍以上,原材料价格也是制造成本偏高的关键因素。第二个原因是模具设计思维的转变跟不上技术的突破。目前增材制造只是传统制造的一个备选方案,并不是一开始模具设计时的首选方案。那么,在前期的模具设计中更多的是传统思维的条条框框,并没有与增材思维的灵活度考虑进来,造成无法发挥增材制造的优势,并将优势最大化。

随着EOS金属增材制造在模具行业中的推广,越来越多的供应链加入到模具增材制造行业当中。针对前面提出的两个关键原因,对于设备商来说,后续会在加工速度上进行研究并有进一步的提升。对于原材料供应商来说,原材料制造技术的提升和降价是一个必然的市场趋势。

收藏
赞一下
0