3D 打印喷头在固体成形领域的全新应用

时间:2021-09-18来源:栏目:新媒体

Text/axel robach Simak集团。随着添加剂制造技术的发展和相关知识的积累,越来越多的部件将以功能优化的方式进行设计和集成,如金属粉末雾化设备、3D打印喷涂等。西马克集团...

Text/axel robach Simak集团。

随着添加剂制造技术的发展和相关知识的积累,越来越多的部件将以功能优化的方式进行设计和集成,如金属粉末雾化设备、3D打印喷涂等。西马克集团持续致力于模锻行业3D打印喷头的长期发展,在该领域优势突出,覆盖整个3D打印产业链,也能为市场提供覆盖添加剂制造所有技术环节的整体解决方案。

经过设计优化和功能改进,3D打印喷涂装置大大改善了铝锻件生产中的模具维护。本发明不仅工作稳定可靠,而且喷涂效果优异。与传统钢材相比,其重量也减轻了90%,使得传动系统运动和响应更加迅速,同时每一个单行程之间都可以完成吹扫氧化皮、冷却模具表面、喷涂润滑剂和干燥模具表面的工艺要求,而传统的喷涂装置在有限的时间内无法满足上述工艺要求。同时,通过使用西马克集团提供的步进梁系统,锻造生产线可以实现高生产时间,显著延长模具的使用寿命。

新型3D打印喷头的巨大优势。

虽然传统的面板喷头目前仍是应用最广泛的,但新型3D打印喷头已经显示出巨大的优势。首先,传统的板式喷头受其多级板式结构的限制,最大工作压力只能达到3bar,否则压缩空气和喷淋液会在级间溢出。其次,用来锁喷板的几十个小螺栓也有掉入模具的风险。如果不慎掉落的螺栓与工件一起锻造,将成为安全隐患。第三,与3D打印件流动性优化的圆形管道相比,板式喷头的方形管道容易收集污垢或石墨,需要反复清洗,而创新的3D打印喷头则没有这个问题。同时,3D打印喷头所需零件少,几乎免维护。然而,通过3D打印实现的轻量化是传统制造方法无法实现的。

客户案例分享。

西马克集团为某著名电动车制造商提供了MP2500热模锻压机(图1)和ARWS1A辊锻机,主要用于生产汽车底盘锻件。

3D打印头可以承受高达10巴的压力。同时,由于其较大的间隙,介质在喷射时可以精确配比和定量,高压和优化的喷嘴结构使得在必要时增加喷射量成为可能。此外,流线型管道设计可有效避免沉积物,使喷嘴通道始终保持清洁。与板式喷头一样,这些喷头也采用外部混合空气雾化喷嘴的原理。这确保了喷雾颗粒尺寸的均匀性,并且不会导致分散。此外,3D打印的优点是喷嘴出口形式可以定制。板式喷头的外部管道只能包含一个嵌入外板的倒角出口。

图1西马克集团提供的自动锻造生产线。

图2运行中的3D打印喷嘴。

从图2可以清楚地看到,大喷头有独立的环绕通道,承担“吹扫”功能。当喷嘴进入模具区域时,首先从模具中去除氧化皮,当喷嘴被去除时,模具被干燥。因为周围总有一个额外的吹气管道,3D打印喷头在功能上比平板喷头更有优势。

这款3D打印喷头还有一个特别之处:负责喷预锻模的第一排喷头呈一定角度排列,沿对角线方向上下喷射。这个角度的选择使喷射液能够按照一定的锥度准确地喷射在预锻模腔内,正是添加剂制造工艺及其相关功能的优化,才使这种设计成为可能(图3)。此外,西马克集团还专门为这款3D打印喷头开发了聚酰胺(尼龙)材料变体,使其在正式投入使用前,能够在喷涂测试站成功测试。

喷嘴与3D打印的聚酰胺阀块连接,软管与阀块适配。这不仅显著减轻了重量,还进一步提高了自动化系统中高速运转的机械零件的耐用性。思迈克集团所有3D打印喷头都有中断模式,在快速回位操作时,不会有液滴聚集落在模具上。但是,传统的板式洒水车没有这个优势。

图3喷嘴角度偏移的新型3D打印喷嘴。

结束语

西马克集团还提供了一个可以轻松在线申请标准化洒水喷头的表单,客户无需自行设计。客户可以根据指导信息逐步选择所有相关参数、所需3D打印喷嘴的尺寸、数量和排列。只需扫描对应的二维码,即可在线选择适配。西马克集团期望提供3D打印喷嘴,为锻造行业提供更多服务和帮助。

-来源:2021年第13期,《锻造与冲压》。

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