將模具3D打印集成到線切割與機(jī)加工的自動(dòng)化制造過(guò)程中
發(fā)布時(shí)間：2017-12-29
粉末床金屬熔融3D打印技術(shù)可以使得隨形冷卻模具的設(shè)計(jì)和制造擺脫了交叉鉆孔的限制，可以設(shè)計(jì)內(nèi)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(zhuǎn)移到冷卻液的效率?？梢哉f(shuō)粉末床金屬熔融3D打印技術(shù)開(kāi)啟了隨形冷卻模具提升效率之路。
然而，一種技術(shù)如果在一種產(chǎn)品的應(yīng)用方面具備明顯的優(yōu)勢(shì)，要達(dá)到廣泛的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，這種技術(shù)還需要具備一定程度的可復(fù)制性。如果這種技術(shù)大部分是基于經(jīng)驗(yàn)的工藝過(guò)程，那么其可擴(kuò)展性將受到極大的限制。在這方面，傳統(tǒng)加工行業(yè)的GF阿奇夏米爾與金屬3D打印領(lǐng)域的EOS正在積極探索通過(guò)自動(dòng)化和軟件控制實(shí)現(xiàn)模具制造的無(wú)縫銜接。
推進(jìn)模具3D打印集成到自動(dòng)化制造過(guò)程中，世界領(lǐng)先的工模具及精密零件加工領(lǐng)域的系統(tǒng)供應(yīng)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(jīng)同意把重點(diǎn)放在模具行業(yè)。他們針對(duì)模具行業(yè)開(kāi)發(fā)獨(dú)家解決方案，通過(guò)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(shí)間更短，獲得注塑產(chǎn)品更快的生產(chǎn)周期。如今，不僅僅是設(shè)備之間的結(jié)合，雙方的合作走向更加密切的面向產(chǎn)業(yè)化的全套解決方案。將工序與工序之間的銜接變得更加無(wú)縫，且精準(zhǔn)。
為了將增材制造無(wú)縫整合到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，GF阿奇夏米爾加工解決方案工作小組正在解決多個(gè)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(huán)節(jié)通過(guò)自動(dòng)化來(lái)完成。完整的工藝鏈解決方案包括：無(wú)縫的、自動(dòng)化的接口，將增材制造設(shè)備集成到模具的生產(chǎn)過(guò)程中，包括必要的軟件和自動(dòng)化機(jī)床、測(cè)量裝置等下游環(huán)節(jié)的無(wú)縫銜接。
AMS290Tooling增材制造設(shè)備中集成的System3RMacroMagnum卡盤，為增材制造技術(shù)與傳統(tǒng)模具制造技術(shù)架起了一座結(jié)合的橋梁，配合參考點(diǎn)許可校準(zhǔn)軟件，3R卡盤可以實(shí)現(xiàn)工件在多種不同工藝之間的快速而精準(zhǔn)的裝夾和定位，顯著提高增材制造工藝在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的上下游整合能力。
然而，這種平行過(guò)程對(duì)于現(xiàn)有的車間管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在追蹤零部件的狀態(tài)和特性方面是一個(gè)挑戰(zhàn)。GF阿奇夏米爾致力于通過(guò)其內(nèi)部的System3RWorkShopManager軟件來(lái)解決這一挑戰(zhàn)。
如何確保AMS290Tooling增材制造設(shè)備精準(zhǔn)的在常規(guī)制造的模具基底上進(jìn)行3D打印是個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題，此時(shí)3R卡盤發(fā)揮了重要作用。在進(jìn)行打印前首先將預(yù)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(guò)CMM測(cè)出預(yù)制件的精確位置，接下來(lái)將預(yù)制件安裝在AM290的工作臺(tái)夾頭上，經(jīng)過(guò)設(shè)備的補(bǔ)正軟件進(jìn)行補(bǔ)正后，即可在預(yù)制件上精確的進(jìn)行3D打印。
完成3D打印并不是模具鑲件制造的最后一個(gè)步驟，接下來(lái)還需要通過(guò)傳統(tǒng)制造技術(shù)進(jìn)行模具的后處理，而GF阿奇夏米爾與EOS聯(lián)合的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)正是將模具3D打印技術(shù)集成到完整的模具制造流程中。用戶可以通過(guò)GF阿奇夏米爾的線切割放電加工設(shè)備、熱處理工藝、銑削加工設(shè)備、激光表面紋理加工設(shè)備使3D打印模具獲得更加優(yōu)異的性能，最終得到高品質(zhì)的注塑產(chǎn)品。
隨形冷卻的原理是在一個(gè)統(tǒng)一連續(xù)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(dǎo)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。