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德國舒勒是沖壓硬化設備生產(chǎn)的全球領(lǐng)導者，作為系統供應商，舒勒不僅生產(chǎn)液壓式壓力機以及自動(dòng)化設備，還提供輥底式加熱爐以及模具。
在沖壓硬化過(guò)程中，零部件會(huì )被加熱到930攝氏度，然后在接下來(lái)的成形工藝中同時(shí)完成冷卻和硬化。這樣，零部件將會(huì )獲得極高的剛度。
舒勒的核心技術(shù)是通過(guò)控制硬化過(guò)程中的壓力，能夠使沖壓力在零部件上均勻分布。而舒勒通過(guò)高度靈活的拉伸墊能夠保證在單個(gè)或多個(gè)零部件上具有一致的高接觸壓力機，使冷卻速度更快，實(shí)現了對金屬成形工藝的優(yōu)化。
除了高度靈活的拉伸墊這樣的“表面功夫”，如今舒勒還通過(guò)金屬3D 打印技術(shù)開(kāi)發(fā)了隨形冷卻熱沖壓模具，讓內部的冷卻通道更接近沖壓表面，從而通過(guò)“內部功夫”來(lái)提高沖壓質(zhì)量和效率。本期，3D科學(xué)谷與谷友一起來(lái)了解下舒勒內外兼修的熱沖壓模具制造技術(shù)。
內外兼修, 內功來(lái)自金屬3D打印
熱沖壓是20世紀80年代發(fā)明的一種把鋼板加熱到900度以上，快速沖壓，然后保壓冷卻，通過(guò)內部通冷卻水的熱沖壓模具實(shí)現淬火強化，從而制作超高強度零件的新型成型技術(shù)。由于熱沖壓技術(shù)能實(shí)現汽車(chē)車(chē)身輕量化，減少碳排放，熱沖壓模具調試周期短，使用壽命在20-30萬(wàn)個(gè)沖程，熱作鑲塊具互換性，制造成本低，在汽車(chē)領(lǐng)域獲得越來(lái)越廣泛的應用。德國的Schuler和瑞典的APT公司是全球兩大熱沖壓裝備供應商。
圖片：舒勒壓力機在模具與成形技術(shù)方面，舒勒通過(guò)對系列生產(chǎn)的模擬，提供用于整個(gè)汽車(chē)總成和齒輪箱零件的原型機和模具。舒勒的模具制造部門(mén)可以做復雜的模具和加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)任務(wù)。舒勒的競爭力在于其在開(kāi)發(fā)、規劃、模型和模具，以及試模領(lǐng)域具有核心專(zhuān)有技術(shù)，因此舒勒能滿(mǎn)足汽車(chē)及零件制造業(yè)日益增長(cháng)且不斷變化的需求。
熱沖壓模具需要內部冷卻渠道的冷卻介質(zhì)來(lái)使得退火板材的溫度迅速降到200攝氏度以下。以前，冷卻通道是通過(guò)在模具內部鉆孔的方式來(lái)完成的，所以這些內部冷卻通道要想連續的貼近冷卻表面是不可能的，特別是當涉及到復雜的表面形狀時(shí)。但現在，在3D打印技術(shù)的幫助下，舒勒通過(guò)粉末床選擇性激光融化3D打印的方式獲得靈活的隨形冷卻內部通道的制造方法，這使得冷卻更迅速，冷卻效果更均勻。
圖片：舒勒所使用的選擇性金屬粉末融化技術(shù)舒勒采用的3D打印方法是選擇性金屬融化3D打印技術(shù)，材料為工具鋼。之前，舒勒進(jìn)行了全面的測試，以確定理想的工藝參數和粉末材料的最佳組合。并對拉伸強度和比密度進(jìn)行廣泛的測試。舒勒正在對3D打印的熱沖壓模具進(jìn)行耐用程度和批量生產(chǎn)方面的進(jìn)一步測試。而舒勒認為3D打印技術(shù)將為熱沖壓模具的制造帶來(lái)革命性的變化，為此，他們已經(jīng)準備好了迎接這一變化。
值得一提的是，盡管?chē)庀馰OLVO等大廠(chǎng)家使用熱沖壓件的比例已經(jīng)高達40％，但全球掌握熱沖壓模具開(kāi)發(fā)的公司很少，國內寶鋼已經(jīng)投產(chǎn)的熱沖壓件生產(chǎn)線(xiàn)模具是由寧波合力模具獨家合作開(kāi)發(fā)成功的。而隨著(zhù)3D打印在熱沖壓模具領(lǐng)域的應用展開(kāi)，熱沖壓模具的技術(shù)門(mén)檻又提高了，國內的企業(yè)要在熱沖壓模具方面獲得更多的突破，則需要從現在就開(kāi)始深度了解粉末床金屬3D打印技術(shù)。
3D科學(xué)谷總結3D打印在幫助模具“修煉內功”方面發(fā)揮的作用是一致的，不管是熱沖壓模具，還是注塑模具，通過(guò)粉末床選擇性激光融化3D打印技術(shù)將異形的冷卻通道構建出來(lái)，而這一點(diǎn)是傳統技術(shù)所無(wú)法實(shí)現的。關(guān)于3D打印在模具領(lǐng)域的應用價(jià)值探討，請參考3D科學(xué)谷發(fā)布的 3D打印模具白皮書(shū)。 |
