A complexa estrutura geométrica do molde afetará a qualidade da impressão?

一, A dificuldade de imprimir com precisão formas geométricas complicadas
1. A precisão do design e corte do modelo
O processamento de fatiamento do modelo precisa ser mais preciso para estruturas geométricas complexas que possuem seções pequenas, paredes finas ou peças suspensas. Por exemplo, se a espessura da parede do molde for inferior a 0,5 mm, um software de corte típico pode produzir desalinhamento entre camadas, uma vez que não tem precisão suficiente. Além disso, se a estrutura suspensa não for construída e suportada corretamente, ela poderá facilmente desabar durante a impressão. Bolite criou de forma independente um algoritmo de corte para um projeto de molde para uma pá de motor de aeronave que manteve o tamanho mínimo do recurso em 0,3 mm. Eles também usaram tecnologia de suporte adaptativo para aumentar a taxa de sucesso de impressão da peça suspensa para 98%.

2. Encolhimento de materiais e estresse causado pelo calor
A taxa de encolhimento dos materiais durante o processo de solidificação por fusão tem um efeito direto na precisão dimensional da impressão 3D de metal. Por exemplo, Inconel 718, que é uma liga feita de níquel, tem um coeficiente de expansão térmica de 12,5 × 10⁻⁶/grau. Ao imprimir moldes com curvas complexas, pode ocorrer encolhimento irregular e deformação empenada devido a diferenças de temperatura em diferentes áreas. Ao adicionar um modelo de compensação de tensão térmica ao software de fatiamento em um determinado molde de componente automotivo, o erro de contração caiu de 0,2 mm para 0,05 mm. Isso tornou o molde muito mais preciso quando foi montado.

3. A precisão do equipamento e o controle de seu movimento
As máquinas de impressão 3D-industriais-de alto nível usam um sistema de acionamento de motor linear que pode acelerar até 5g e posicionar com uma precisão de ± 10 μm. Mas formas geométricas complicadas colocam mais ênfase na rapidez com que o equipamento pode responder. Por exemplo, ao imprimir moldes com canais de fluxo em espiral, o bico precisa permanecer no caminho certo mesmo quando se move rapidamente. Caso contrário, as dimensões da seção-transversal dos canais de fluxo podem mudar facilmente. A técnica-de controle de circuito fechado foi utilizada em um projeto de molde médico para manter o erro de trajetória do bico dentro de ± 5 μm, o que garantiu que o diâmetro do canal permanecesse o mesmo.

2, Caminho para otimizar processos para estruturas geométricas complicadas
1. Otimizando o formato e deixando-o mais leve
Usando algoritmos, a tecnologia de otimização de topologia pode encontrar automaticamente a melhor maneira de distribuir ingredientes, eliminando componentes extras e mantendo o molde forte. Por exemplo, a otimização da topologia reduziu o peso de um determinado-molde de fundição em 40% e adicionou o circuito de água de resfriamento à estrutura interna, o que o tornou 25% mais eficiente no resfriamento. Além disso, o uso de estruturas treliçadas tornou possível construir coisas ainda mais leves. Uma estrutura de liga de titânio com 30% de porosidade preenche um molde de conexão. Isto reduz o uso de material em 60%, mantendo a rigidez.

2. Tecnologia para digitalização colaborativa multi-laser
Para moldes grandes e complicados, a digitalização colaborativa multi-laser pode tornar a impressão muito mais rápida e precisa. O Platinum BLT-S800 possui 8 lasers que permitem moldar coisas de até 800 × 800 × 1000mm³. Ele também mantém o erro de emenda entre camadas em ± 0,03 mm. Em um novo projeto de molde de bandeja de bateria para veículos de energia, a tecnologia de colaboração multi{11}}laser reduziu o tempo de impressão de 72 para 24 horas. A tolerância dimensional também ultrapassou os padrões da aviação de ± 0,05 mm.

3. Monitoramento em vigor e controle de{1}loop fechado
Durante o processo de impressão, o sistema de monitoramento-in-situ usa câmeras infravermelhas, sensores de poça de fusão e outros equipamentos para registrar informações-em tempo real, incluindo a temperatura e a geometria da poça de fusão. Em um projeto para fazer um molde para um disco de turbina de motor de aeronave, o sistema de monitoramento in-local encontrou padrões estranhos de temperatura. O sistema então alterou automaticamente a potência do laser e a velocidade de digitalização, reduzindo a porosidade de 0,8% para 0,2%. Isso aumentou muito a vida útil do molde em fadiga.

3, A tecnologia de pós--processamento torna estruturas complexas mais precisas.
1. Alívio do estresse e tratamento térmico
O tratamento térmico é necessário para moldes de impressão 3D de metal para eliminar o estresse residual. A dureza do aço para ferramentas H13 pode ir de 38HRC a 52HRC após ser tratado com uma solução a 1050 graus e depois envelhecido a 620 graus. A estabilidade dimensional também pode aumentar em 30%. Ao melhorar o método de tratamento térmico em um determinado caso de molde de injeção, a taxa de alteração dimensional da cavidade do molde passou de 0,15% para 0,05%, o que atendeu aos padrões para itens de qualidade óptica para moldagem por injeção.

2. Usinagem com precisão e tratamento de superfície
A fresagem CNC pode tornar produtos com dimensões importantes ainda mais precisos. Um determinado molde de conector é feito usando impressão 3D e compósito CNC, com uma folga de ajuste que é gerenciada em 0,005 mm, que é o nível mais alto do mundo. A tecnologia de polimento eletrolítico também pode tornar a superfície menos rugosa, passando de Ra8 μm a Ra0,2 μm, o que atende aos padrões de biocompatibilidade para implantes médicos.