將模具3D打印集成到線切割與機加工的自動化制造過程中
發布時間：2017-12-29
粉末床金屬熔融3D打印技術可以使得隨形冷卻模具的設計和制造擺脫了交叉鉆孔的限制，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。可以說粉末床金屬熔融3D打印技術開啟了隨形冷卻模具提升效率之路。
然而，一種技術如果在一種產品的應用方面具備明顯的優勢，要達到廣泛的產業化應用，這種技術還需要具備一定程度的可復制性。如果這種技術大部分是基于經驗的工藝過程，那么其可擴展性將受到極大的限制。在這方面，傳統加工行業的GF阿奇夏米爾與金屬3D打印領域的EOS正在積極探索通過自動化和軟件控制實現模具制造的無縫銜接。
推進模具3D打印集成到自動化制造過程中，世界領先的工模具及精密零件加工領域的系統供應商-GF阿奇夏米爾與金屬3D打印專家EOS自2015年7月份就已經同意把重點放在模具行業。他們針對模具行業開發獨家解決方案，通過增材制造冷卻接近表面的模具解決方案，從而使模具冷卻時間更短，獲得注塑產品更快的生產周期。如今，不僅僅是設備之間的結合，雙方的合作走向更加密切的面向產業化的全套解決方案。將工序與工序之間的銜接變得更加無縫，且精準。
為了將增材制造無縫整合到工業生產過程中，GF阿奇夏米爾加工解決方案工作小組正在解決多個維度方面的差距。粉末床增材制造、5軸高速銑削減材制造、EDM電火花加工，這些環節通過自動化來完成。完整的工藝鏈解決方案包括：無縫的、自動化的接口，將增材制造設備集成到模具的生產過程中，包括必要的軟件和自動化機床、測量裝置等下游環節的無縫銜接。
AMS290Tooling增材制造設備中集成的System3RMacroMagnum卡盤，為增材制造技術與傳統模具制造技術架起了一座結合的橋梁，配合參考點許可校準軟件，3R卡盤可以實現工件在多種不同工藝之間的快速而精準的裝夾和定位，顯著提高增材制造工藝在整個生產過程中的上下游整合能力。
然而，這種平行過程對于現有的車間管理系統來說，在追蹤零部件的狀態和特性方面是一個挑戰。GF阿奇夏米爾致力于通過其內部的System3RWorkShopManager軟件來解決這一挑戰。
如何確保AMS290Tooling增材制造設備精準的在常規制造的模具基底上進行3D打印是個至關重要的問題，此時3R卡盤發揮了重要作用。在進行打印前首先將預制件安裝在工裝板上，并在工裝板背面安裝3R卡盤，然后通過CMM測出預制件的精確位置，接下來將預制件安裝在AM290的工作臺夾頭上，經過設備的補正軟件進行補正后，即可在預制件上精確的進行3D打印。
完成3D打印并不是模具鑲件制造的最后一個步驟，接下來還需要通過傳統制造技術進行模具的后處理，而GF阿奇夏米爾與EOS聯合的一個明顯優勢正是將模具3D打印技術集成到完整的模具制造流程中。用戶可以通過GF阿奇夏米爾的線切割放電加工設備、熱處理工藝、銑削加工設備、激光表面紋理加工設備使3D打印模具獲得更加優異的性能，最終得到高品質的注塑產品。
隨形冷卻的原理是在一個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。任何熱點都會延遲注塑件的注塑周期，可能會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量。