La complessa struttura geometrica dello stampo influirà sulla qualità di stampa?

一, La difficoltà di stampare accuratamente con forme geometriche complicate
1. La precisione della progettazione e del taglio del modello
L'elaborazione del taglio del modello deve essere più precisa per strutture geometriche complesse con sezioni piccole, pareti sottili o parti sospese. Ad esempio, se lo spessore della parete dello stampo è inferiore a 0,5 mm, il tipico software di slicing potrebbe produrre un disallineamento degli strati intermedi poiché non ha una precisione sufficiente. Inoltre, se la struttura sospesa non è costruita e supportata correttamente, può facilmente crollare durante la stampa. Bolite ha creato in modo indipendente un algoritmo di slicing per un progetto di stampo per la pala di un motore aeronautico che manteneva la dimensione minima della caratteristica entro 0,3 mm. Hanno inoltre utilizzato la tecnologia di supporto adattivo per aumentare la percentuale di successo della stampa della parte sospesa al 98%.

2. Ritiro dei materiali e stress da calore
Il tasso di ritiro dei materiali durante il processo di fusione e solidificazione ha un effetto diretto sulla precisione dimensionale della stampa 3D in metallo. Ad esempio, l'Inconel 718, che è una lega di nichel, ha un coefficiente di dilatazione termica di 12,5 × 10⁻⁶/grado. Quando si stampano stampi con curve complesse, potrebbero verificarsi ritiri irregolari e deformazioni a causa delle differenze di temperatura nelle diverse aree. Aggiungendo un modello di compensazione dello stress termico al software di slicing in un determinato caso di stampo di componente automobilistico, l'errore di ritiro è sceso da 0,2 mm a 0,05 mm. Ciò ha reso lo stampo molto più preciso una volta assemblato.

3. La precisione dell'attrezzatura e il controllo del suo movimento
Le macchine da stampa 3D-di fascia alta-di livello industriale utilizzano un sistema di azionamento a motore lineare in grado di accelerare fino a 5 g e posizionarsi con una precisione di ± 10 μm. Ma le forme geometriche complicate mettono maggiormente l’accento sulla rapidità di risposta delle apparecchiature. Ad esempio, quando si stampano stampi con canali di flusso a spirale, l'ugello deve rimanere sulla traiettoria giusta anche quando si muove rapidamente. In caso contrario, le dimensioni della sezione trasversale dei canali di flusso-possono facilmente cambiare. La tecnica di controllo a circuito chiuso-è stata utilizzata in un progetto di stampo medico per mantenere l'errore della traiettoria dell'ugello entro ± 5 μ m, assicurando che il diametro del canale rimanesse lo stesso.

2, Percorso per ottimizzare i processi per strutture geometriche complesse
1. Ottimizzare la forma e renderla più leggera
Utilizzando algoritmi, la tecnologia di ottimizzazione della topologia può trovare automaticamente il modo migliore per distribuire gli ingredienti, eliminando i componenti extra e mantenendo allo stesso tempo resistente lo stampo. Ad esempio, l'ottimizzazione della topologia ha ridotto il peso di un determinato stampo per pressofusione-del 40% e ha aggiunto il circuito dell'acqua di raffreddamento alla struttura interna, rendendolo il 25% più efficiente nel raffreddamento. Inoltre, l'uso di strutture reticolari ha reso possibile costruire oggetti ancora più leggeri. Un reticolo in lega di titanio porosa al 30% riempie uno stampo di connessione. Ciò riduce l'uso del materiale del 60% mantenendo la rigidità.

2. Tecnologia per la scansione collaborativa multi-laser
Per stampi grandi e complicati, la scansione collaborativa multi-laser può rendere la stampa molto più rapida e precisa. Il Platinum BLT-S800 è dotato di 8 laser che ti consentono di modellare oggetti fino a 800 × 800 × 1000 mm ³. Mantiene inoltre l'errore di giunzione tra gli strati entro ± 0,03 mm. In un nuovo progetto relativo allo stampo di un vassoio per batteria di un veicolo energetico, la tecnologia di collaborazione multi-laser ha ridotto i tempi di stampa da 72 ore a 24 ore. Anche la tolleranza dimensionale ha superato gli standard di qualità aeronautica di ± 0,05 mm.

3. Monitoraggio sul posto e controllo-a circuito chiuso
Durante il processo di stampa, il sistema di monitoraggio in-situ utilizza telecamere a infrarossi, sensori del bacino di fusione e altre apparecchiature per registrare informazioni in tempo reale-tra cui la temperatura e la geometria del bacino di fusione. In un progetto per realizzare uno stampo per il disco di una turbina di un motore aeronautico, il sistema di monitoraggio in-situ ha rilevato strani schemi di temperatura. Il sistema ha quindi modificato automaticamente la potenza del laser e la velocità di scansione, abbassando la porosità dallo 0,8% allo 0,2%. Ciò ha notevolmente aumentato la durata a fatica dello stampo.

3, la tecnologia di post-rende le strutture complesse più precise.
1. Sollievo dallo stress e trattamento termico
Il trattamento termico è necessario per gli stampi di stampa 3D in metallo per eliminare lo stress residuo. La durezza dell'acciaio per utensili H13 può andare da 38HRC a 52HRC dopo essere stato trattato con una soluzione a 1050 gradi e poi invecchiato a 620 gradi. La stabilità dimensionale può aumentare anche del 30%. Migliorando il metodo di trattamento termico in un determinato caso di stampo a iniezione, il tasso di variazione dimensionale della cavità dello stampo è passato dallo 0,15% allo 0,05%, soddisfacendo gli standard per gli articoli di grado ottico dello stampaggio a iniezione.

2. Lavorazione con precisione e trattamento della superficie
La fresatura CNC può rendere ancora più precisi prodotti di dimensioni importanti. Un determinato stampo del connettore è realizzato utilizzando la stampa 3D e un composito CNC, con uno spazio di adattamento gestito entro 0,005 mm, che è il livello più alto al mondo. La tecnologia di lucidatura elettrolitica può anche rendere la superficie meno ruvida, passando da Ra8 μm a Ra0,2 μm, il che soddisfa gli standard di biocompatibilità per gli impianti medici.