मोल्ड मेटल 3डी प्रिंटिंग में टूल स्टील के अनुप्रयोग की संभावना क्या है?

一, प्रौद्योगिकी में एक बड़ा कदम: "फ़ंक्शन कार्यान्वयन" से "प्रदर्शन छलांग" तक
1. जटिल संरचनाएँ बनाने की क्षमता
पुराने जमाने के सांचों को बनाने में सीएनसी मशीनिंग और इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (ईडीएम) जैसी विधियों का उपयोग किया जाता है, जिससे कंफर्मल कूलिंग वॉटर चैनल और आंतरिक सुदृढीकरण पसलियों जैसे जटिल आकार बनाना कठिन हो जाता है। धातु पाउडर को परत दर परत पिघलाकर, एलपीबीएफ तकनीक एकीकृत जटिल संरचनाओं को सीधे प्रिंट कर सकती है। उदाहरण के लिए, हाइब्रिड ट्रांसमिशन हाउसिंग के लिए मोल्ड बनाते समय, टोयोटा ने सर्पिल आकार के कूलिंग वॉटर चैनलों के साथ मोल्ड इंसर्ट बनाने के लिए फ्राउनहोफर आईएलटी के गैन्ट्री बड़े एलपीबीएफ उपकरण और एक नए टूल स्टील एल - 40 का उपयोग किया। यह संरचना मोल्ड के तापमान को 40% तक अधिक कर देती है, इसे 30% तक तेजी से ठंडा कर देती है, उत्पाद के सिकुड़न को 67% तक कम कर देती है, और उपज दर को 98% तक बढ़ा देती है।
2. सामग्री के काम करने के तरीके में सुधार करना
जब 3डी प्रिंटिंग टूल स्टील हो जाता है, तो आपको क्रैकिंग और अवशिष्ट तनाव जैसे मुद्दों को ठीक करने की आवश्यकता होती है। शॉर्ट लेजर पल्स तकनीक के माध्यम से, पोलैंड में एजीएच यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी ने एच11 हॉट वर्क टूल स्टील की दरार घनत्व को आधा कर दिया है। उन्होंने कठोरता के उतार-चढ़ाव की सीमा को ± 5HV तक बनाए रखने के लिए अवशिष्ट ऑस्टेनाइट सामग्री को भी नियंत्रित किया है। डेस्कटॉप मेटल ने सिंगल शॉट जेट (एसपीजे) तकनीक भी बनाई है, जो उच्च गति पर मेटल पाउडर और बाइंडर के मिश्रण का छिड़काव करके डी2 टूल स्टील के प्रोटोटाइप बनाती है। यह नियमित एलपीबीएफ की तुलना में 100 गुना तेजी से प्रिंट होता है, और सामग्री घनत्व 99.5% है, जो इसे नियमित जाली भागों की तुलना में पहनने के लिए अधिक प्रतिरोधी बनाता है।
3. चीजों को बनाने के विभिन्न तरीकों का मिश्रण
3डी प्रिंटिंग टूल स्टील को आमतौर पर सीएनसी मशीनिंग और शॉट पीनिंग जैसी अन्य तकनीकों के साथ "एडिटिव सबट्रैक्टिव" नामक एकल प्रक्रिया बनाने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, यिसू कंपनी, कंफर्मल कूलिंग इंसर्ट सहित मोल्डों के मुख्य कार्यात्मक अनुभागों को मुद्रित करने के लिए एलपीबीएफ को नियोजित करती है। इन भागों को बाद में रा की सतह खुरदरापन के लिए सीएनसी परिशुद्धता से मशीनीकृत किया जाता है<0.4 μ m, which extends the life of the mold from 200,000 cycles to 500,000 cycles. This mode keeps the design freedom of 3D printing while still meeting the rigorous standards for accuracy and surface quality that molds need.
2, उद्योग में मांग: "उच्चतम अनुकूलन" से "पैमाने पर अनुप्रयोग" तक
1. कार उद्योग: हल्का और काम पूरा करने पर केंद्रित
ऑटोमोबाइल मोल्ड बनाने की लागत कार को विकसित करने की पूरी लागत का 30% से 40% है, और इस प्रक्रिया में 6 से 12 महीने लग सकते हैं। टूल स्टील की डी प्रिंटिंग इस चक्र को बहुत छोटा कर सकती है। उदाहरण के लिए, B&J स्पेशलिटी ऑटोमोटिव पाइपलाइनों के लिए मोल्ड इंसर्ट बनाने के लिए एलपीबीएफ तकनीक का उपयोग करती है। यह शीतलन चक्र के समय को 1 मिनट से घटाकर 40 सेकंड कर देता है, उत्पादन क्षमता को 30% तक बढ़ा देता है, और मोल्ड के जीवन को 25% तक बढ़ा देता है। जैसे-जैसे हल्के वजन वाले नई ऊर्जा वाहनों की आवश्यकता बढ़ती है, बैटरी पैक ब्रैकेट और मोटर हाउसिंग जैसे मोल्डों में टूल स्टील 3डी प्रिंटिंग का उपयोग भी बढ़ेगा।
2. चिकित्सा क्षेत्र: विशिष्ट और व्यक्तिगत मांगें
मेडिकल सांचों को बहुत ही मांग वाले मानकों को पूरा करना होता है, जैसे कि बायोकम्पैटिबल और बहुत सटीक होना। टोपोलॉजी ऑप्टिमाइज़ेशन डिज़ाइन के माध्यम से, टूल स्टील 3डी प्रिंटिंग ऐसे सांचे बना सकती है जो हल्के और उपयोगी दोनों हैं। उदाहरण के लिए, एक दंत चिकित्सा कंपनी μ-LPBF तकनीक का उपयोग करके अदृश्य ऑर्थोडॉन्टिक डिवाइस मोल्ड बनाती है, जिसकी मुद्रण सटीकता 2-5 μm होती है। कंफर्मल कूलिंग डिज़ाइन के साथ ऑर्थोडॉन्टिक बल वितरण की स्थिरता 40% तक बढ़ जाती है, और रोगी अनुकूलन दर 85% से 98% तक बढ़ जाती है। इसके अलावा, टूल स्टील का उपयोग करके 3डी प्रिंटिंग का उपयोग सर्जिकल गाइड और प्रत्यारोपण के लिए मोल्ड जैसी उच्च मूल्य वाली वस्तुओं को बनाने के लिए भी किया जा सकता है।
3. उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स: तेजी से पुनरावृत्ति और छोटे बैच बनाना
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स का जीवनकाल छोटा होता है, और मोल्ड अपडेट अक्सर होते रहते हैं। टूल स्टील 3डी प्रिंटिंग के साथ, आप जल्दी से "डिज़ाइन प्रिंट टेस्ट" प्रक्रिया से गुजर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक निश्चित 3सी उत्पाद मोल्ड फैक्ट्री एलपीबीएफ के साथ मोबाइल फोन फ्रेम मोल्ड बनाती है। यह निकास क्षेत्र में 0.04 मिमी के उद्घाटन के साथ संरचना को सांस लेने योग्य बनाता है, इंजेक्शन दबाव को 30% कम करता है, और मोल्ड जीवन को 40% तक बढ़ाता है। यह तकनीक व्यवसायों को बाज़ार में होने वाले बदलावों के अनुसार तेजी से अनुकूलन करने और बहुत अधिक स्टॉक रखने के खतरों को कम करने में मदद करती है।
3, सामग्री नवाचार: "एकल प्रदर्शन" से "बहु-कार्यात्मक एकीकरण" तक
1. नए उपकरण स्टील बनाना
3डी प्रिंटिंग कैसे काम करती है, इसकी वजह से सामग्री विक्रेता विशिष्ट टूल स्टील पाउडर बना रहे हैं। उदाहरण के लिए, फ्रौनहोफर आईएलटी और टोयोटा ने जिस एल - 40 टूल स्टील पर एक साथ काम किया, वह सीआर, मो और वी जैसे मिश्रधातु तत्वों की मात्रा को समायोजित करके उच्च कठोरता (एचआरसी 52-55) और अच्छी कठोरता के बीच एक अच्छा समझौता करता है। यह सामग्री 600 डिग्री के बहुत उच्च तापमान पर भी 80% दृढ़ रह सकती है, जो इसे उच्च दबाव वाले कास्टिंग मोल्ड जैसे बहुत कठिन कार्यों के लिए अच्छा बनाती है।
2. एक से अधिक सामग्रियों से बनी संरचना
टूल स्टील के साथ 3डी प्रिंटिंग केवल एक सामग्री का उपयोग करने से एक से अधिक का उपयोग करने में बदल रही है। उदाहरण के लिए, जब कोई कंपनी एलपीबीएफ का उपयोग करके मोल्ड प्रिंट करती है, तो वे इसे जल्दी से ठंडा करने के लिए मोल्ड गुहा की सतह पर तांबे मिश्र धातु की एक कोटिंग लगाती हैं क्योंकि तांबे में उच्च तापीय चालकता होती है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह मजबूत है, मुख्य बॉडी में टूल स्टील का उपयोग किया जाता है। यह मिश्रित संरचना साँचे को 60% अधिक समय तक बनाए रखती है और किसी भी अन्य जड़ाई कार्य की आवश्यकता को समाप्त कर देती है।
3. स्मार्ट सामग्रियों का उपयोग करना
जब टूल स्टील 3डी प्रिंटिंग के साथ सेंसर का उपयोग किया जाता है तो मोल्ड की वास्तविक समय निगरानी और अनुकूली नियंत्रण संभव होता है। उदाहरण के लिए, एक मेडिकल कंपनी ने एलपीबीएफ मुद्रित साँचे के अंदर तापमान सेंसर लगाए और वास्तविक समय में इंजेक्शन मापदंडों को बदलने के लिए एआई एल्गोरिदम का उपयोग किया। इससे उत्पाद 50% अधिक सुसंगत हो गए। भविष्य में, टूल स्टील 3डी प्रिंटेड मोल्ड शेप मेमोरी अलॉय और सेल्फ{10}हीलिंग सामग्री जैसी स्मार्ट सामग्रियों की बदौलत स्वयं समायोजित और मरम्मत करने में सक्षम होंगे।