自2014年推出金屬混合增材制造設備OPM250L,如今,沙迪克又推出了直線(xiàn)電機驅動(dòng)的精密金屬3D打印機OPM 350L。OPM 350L采用并行模式(parallel mode)可以大幅提升造型速度。并利用材料自動(dòng)排除,自動(dòng)供應裝置實(shí)現連續生產(chǎn),從而滿(mǎn)足大型化、多樣化的金屬零件混合增材制造需求。
通常,當談起混合增材制造技術(shù)的時(shí)候,我們一個(gè)直觀(guān)的感受就是這項技術(shù)還有一些不完善的地方。一方面,混合增材制造設備的價(jià)格要高于單純的CNC金屬切削機床價(jià)格,而設備一旦出現故障,同時(shí)影響的是加法和減法兩種加工技術(shù);另一方面,混合增材制造設備的增材制造技術(shù)是LENS送粉技術(shù),考慮到送粉增材制造技術(shù)將出現大量的多余金屬粉末需要回收再利用,而增材制造結束后下一個(gè)環(huán)節的CNC金屬切削加工又將帶來(lái)斷屑和冷卻液,在同一個(gè)加工區內實(shí)現加法與減法加工,粉末的回收與加工區的清潔將成為影響加工效率的一大障礙。當前,混合增材制造技術(shù)大多用于零件修復用途。
然而,日本沙迪克的混合增材制造技術(shù)與其他機床廠(chǎng)家存在著(zhù)明顯的卻別,如果你查看工作區的話(huà),你會(huì )認為這是臺粉末床選擇性激光熔化設備,沒(méi)有冷卻液的噴射,也沒(méi)有大量的斷屑出現,沙迪克的混合增材制造技術(shù)定位于精密模具的加工。具體來(lái)說(shuō)沙迪克OPM 350 L特點(diǎn)如下:
- 單工序銑削
單工序銑削加工為Sodick新推出的一種全自動(dòng)加工方法??赏ㄟ^(guò)激光將金屬粉末熔化,再利用旋轉刀具進(jìn)行精細加工。在制造注塑模具的時(shí)候,僅通過(guò)一臺沙迪克的設備就可以完成帶隨形冷卻通道和深肋條的復雜形狀加工。
- 高速造型
通過(guò)并行模式(parallel mode)高速控制激光器,讓多處聯(lián)動(dòng)加工成為可能。此外,根據造型的3D形狀,激光的積層次數與刀具切削加工的平衡性進(jìn)行優(yōu)化,大幅縮短切削加工實(shí)踐。
- 自主研發(fā)數控裝置及專(zhuān)用CAM
通過(guò)沙迪克自主開(kāi)發(fā)的新型計算機數控裝置LN4RP,且搭載自主研發(fā)及制造的高性能直線(xiàn)電機。運用CAD設計并通過(guò)CAE進(jìn)行溫度模擬,設計出的CAD數據讀取至專(zhuān)用CAM”OS-FLASH”轉成數控程序后,即可使用OPM 350L一站式完成模具制造工序。
3D科學(xué)谷REVIEW
無(wú)疑,沙迪克看準的是隨形冷卻模具市場(chǎng)!隨形冷卻模具與金屬3D打印技術(shù)的結合可謂勢在必行。隨形冷卻的原理是在一個(gè)統一連續的方式下快速地降低塑件的溫度。注塑件不能在冷卻過(guò)程中從模具中取出,直到冷卻充分,然后注塑件從模具中分離出來(lái)。任何熱點(diǎn)都會(huì )延遲注塑件的注塑周期,可能會(huì )導致拆卸后注塑件的翹曲和下沉痕跡,并可能損害組件表面的質(zhì)量。
傳統的模具內冷卻通道是通過(guò)二次加工來(lái)實(shí)現的。通過(guò)交叉鉆孔產(chǎn)生創(chuàng )造管直線(xiàn)的內部網(wǎng)絡(luò ),通過(guò)內置流體插頭來(lái)調整流速和方向。
3D打印制造使我們擺脫了交叉鉆孔的限制?,F在,我們可以設計內部通道更靠近模具的冷卻表面,并具有平滑的角落,更快的流量,增加熱量轉移到冷卻液的效率。還可以根據冷卻要求設計不同的冷卻回路,旨在以一致的速度進(jìn)行散熱,以促進(jìn)散熱的均勻性。
3D打印用于隨形冷卻模具制造正在呈產(chǎn)業(yè)化趨勢,根據3D科學(xué)谷的市場(chǎng)研究,在國外,凱馳為了滿(mǎn)足日益增長(cháng)的訂單要求,需要從注塑過(guò)程中提高生產(chǎn)效益,使用常規冷卻,注塑節拍為52秒,而通過(guò)隨形冷卻模具,冷卻節拍從22秒減少到10秒,縮短了55%的冷卻時(shí)間,更快的冷卻效果使得產(chǎn)量提高了40%,從原來(lái)的每天1500件提升到2100件。
不僅僅是沙迪克,瑞士GF加工方案(阿奇)與德國EOS自2015年就針對模具行業(yè)聯(lián)合推出了增材制造設備AM S 290 Tooling,雙方還將聯(lián)合為模具行業(yè)提供增材制造與減材制造相結合的模具加工解決方案。目前,AM S 290 Tooling設備和增材制造解決方案已“落戶(hù)”于GF位于上海外高橋的技術(shù)中心,為中國和亞太地區的模具制造用戶(hù)提供包括試切、成本測算服務(wù)在內的模具制造解決方案。
隨著(zhù)3D打印應用走向深入,模具制造行業(yè)可以說(shuō)是冰火兩重天,一邊是塑料3D打印勢頭猛烈,要“廢”掉模具的存在。像NIKE與惠普的合作,阿迪達斯與Carbon的合作,勢要顛覆傳統制造過(guò)程所遵循的四個(gè)步驟:設計、原型、模具、生產(chǎn),直接實(shí)現從設計到生產(chǎn)的過(guò)程。另一邊是金屬3D打印進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化,要提升模具的效能。包括沙迪克這樣的傳統機加工設備廠(chǎng)商通過(guò)集成粉末床激光融化技術(shù),實(shí)現帶隨形冷卻通道的精密模具的一站式生產(chǎn),再或EOS與阿奇的聯(lián)手,打造完整的供增材制造與減材制造相結合的模具加工解決方案。
不管是哪一種努力,有一點(diǎn)是十分清晰的,那就是模具行業(yè)要變天了,而改變這一行業(yè)的并非是當前的加工技術(shù),吹響這一行業(yè)轉型升級號角的正是3D打印技術(shù)。到2020年,中國的模具產(chǎn)值有望達到1795億元,是通過(guò)金屬3D打印來(lái)助長(cháng)這一數據的實(shí)現?還是通過(guò)塑料3D打印消長(cháng)這一數據的實(shí)現,讓我們拭目以待!
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