Cấu trúc hình học phức tạp của khuôn có ảnh hưởng đến chất lượng in không?

一, Khó khăn khi in chính xác với các hình dạng hình học phức tạp
1. Độ chính xác của thiết kế và cắt mô hình
Quá trình xử lý cắt mô hình cần phải chính xác hơn đối với các cấu trúc hình học phức tạp có các phần nhỏ, thành mỏng hoặc các bộ phận treo. Ví dụ: nếu độ dày thành khuôn nhỏ hơn 0,5mm, phần mềm cắt thông thường có thể tạo ra sự lệch giữa các lớp vì nó không có đủ độ chính xác. Ngoài ra, nếu cấu trúc treo không được xây dựng và hỗ trợ chính xác, nó có thể dễ dàng bị sập khi in. Bolite đã độc lập tạo ra một thuật toán cắt lát cho dự án khuôn cho cánh động cơ máy bay để giữ kích thước tính năng tối thiểu trong khoảng 0,3 mm. Họ cũng sử dụng công nghệ hỗ trợ thích ứng để nâng tỷ lệ in thành công phần bị treo lên 98%.

2. Sự co ngót của vật liệu và ứng suất do nhiệt
Tốc độ co rút của vật liệu trong quá trình đông đặc nóng chảy có ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác về kích thước của in 3D kim loại. Ví dụ, Inconel 718, một hợp kim làm từ niken, có hệ số giãn nở nhiệt là 12,5 × 10⁻⁶/độ. Khi in các khuôn có đường cong phức tạp, hiện tượng co rút và biến dạng cong vênh không đều có thể xảy ra do chênh lệch nhiệt độ ở các khu vực khác nhau. Bằng cách thêm mô hình bù ứng suất nhiệt vào phần mềm cắt trong vỏ khuôn linh kiện ô tô nhất định, sai số co ngót đã giảm từ 0,2mm xuống 0,05mm. Điều này làm cho khuôn chính xác hơn nhiều khi nó được ghép lại với nhau.

3. Độ chính xác của thiết bị và khả năng kiểm soát chuyển động của thiết bị
Máy in 3D cấp công nghiệp-cao cấp{1}}sử dụng hệ thống truyền động động cơ tuyến tính có thể tăng tốc lên tới 5g và định vị với độ chính xác ± 10 μm. Nhưng các hình dạng hình học phức tạp gây áp lực nhiều hơn đến tốc độ phản hồi của thiết bị. Ví dụ, khi in các khuôn có kênh dòng chảy xoắn ốc, vòi phun cần phải đi đúng đường ngay cả khi di chuyển nhanh. Nếu không, kích thước mặt cắt ngang-của các kênh luồng có thể dễ dàng thay đổi. Kỹ thuật điều khiển vòng kín{10}}đã được sử dụng trong một dự án khuôn y tế để giữ sai số quỹ đạo vòi phun trong phạm vi ± 5 μ m, đảm bảo đường kính kênh không đổi.

2, Đường dẫn tối ưu hóa quy trình cho các cấu trúc hình học phức tạp
1. Tối ưu hóa hình dạng và làm cho nó nhẹ hơn
Bằng cách sử dụng thuật toán, công nghệ tối ưu hóa cấu trúc liên kết có thể tự động tìm ra cách tốt nhất để phân phối nguyên liệu, loại bỏ các thành phần thừa trong khi vẫn giữ cho khuôn chắc chắn. Ví dụ: tối ưu hóa cấu trúc liên kết đã giảm 40% trọng lượng của một khuôn đúc-nhất định và bổ sung mạch nước làm mát vào cấu trúc bên trong, giúp làm mát hiệu quả hơn 25%. Ngoài ra, việc sử dụng các khung lưới đã giúp tạo ra những thứ thậm chí còn nhẹ hơn. Một lưới hợp kim titan xốp 30% lấp đầy khuôn kết nối. Điều này giúp giảm 60% việc sử dụng vật liệu trong khi vẫn giữ được độ cứng.

2. Công nghệ quét cộng tác bằng nhiều tia laser
Đối với các khuôn lớn và phức tạp, tính năng quét cộng tác nhiều{0}laze có thể giúp việc in nhanh hơn và chính xác hơn nhiều. Platinum BLT-S800 có 8 tia laser cho phép bạn tạo hình các vật có kích thước lên tới 800 × 800 × 1000mm ³. Nó cũng giữ sai số nối giữa các lớp trong khoảng ± 0,03mm. Trong dự án khuôn khay ắc quy xe năng lượng mới, công nghệ cộng tác nhiều tia laser đã giúp giảm thời gian in từ 72 giờ xuống còn 24 giờ. Dung sai kích thước cũng đã vượt qua tiêu chuẩn cấp hàng không là ± 0,05mm.

3. Giám sát tại chỗ và điều khiển vòng-đóng
Trong quá trình in, hệ thống giám sát tại chỗ-sử dụng camera hồng ngoại, cảm biến bể tan chảy và các thiết bị khác để ghi lại thông tin-theo thời gian thực bao gồm nhiệt độ và hình dạng của bể tan chảy. Trong một dự án chế tạo khuôn cho đĩa tuabin động cơ máy bay, hệ thống giám sát tại chỗ-đã phát hiện thấy các kiểu nhiệt độ kỳ lạ. Sau đó, hệ thống sẽ tự động thay đổi công suất laser và tốc độ quét, giảm độ xốp từ 0,8% xuống 0,2%. Điều này làm tăng đáng kể tuổi thọ mỏi của khuôn.

3, Công nghệ-xử lý hậu kỳ giúp các cấu trúc phức tạp trở nên chính xác hơn.
1. Giảm căng thẳng và xử lý nhiệt
Khuôn in 3D kim loại cần phải xử lý nhiệt để loại bỏ ứng suất dư. Độ cứng của thép công cụ H13 có thể tăng từ 38HRC đến 52HRC sau khi được xử lý bằng dung dịch ở 1050 độ và sau đó được lão hóa ở 620 độ. Độ ổn định kích thước cũng có thể tăng 30%. Bằng cách cải tiến phương pháp xử lý nhiệt trong một trường hợp khuôn ép nhất định, tốc độ thay đổi kích thước của khoang khuôn đã tăng từ 0,15% đến 0,05%, đáp ứng các tiêu chuẩn cho các hạng mục quang học ép phun.

2. Gia công chính xác và xử lý bề mặt
Phay CNC có thể làm cho các sản phẩm có kích thước quan trọng trở nên chính xác hơn. Một khuôn đầu nối nhất định được chế tạo bằng cách sử dụng in 3D và composite CNC, với khe hở vừa vặn được quản lý trong phạm vi 0,005mm, đây là mức cao nhất trên thế giới. Công nghệ đánh bóng điện phân còn có thể làm cho bề mặt bớt nhám hơn, từ Ra8 μm đến Ra0,2 μm, đáp ứng các tiêu chuẩn tương thích sinh học cho mô cấy y tế.