Qalibê sarbûna konformal ji hêla hatî çêkirin Teknolojiya çapkirinê ya 3D, û substrate ya çapkirin 3D hat lêkolîn kirin. Hêza pêgirtinê û hêza berberdana pêçanê ya materyalê pêkhatî ya çapkirî ya 3D bi 30% (parçeya girseyî) karbîda tungstenê (WC) lê hatî zêdekirin bi rêzê ve gihîşt 1757MPa û 1677MPa, ku bi qasî 20% ji performansa berhevkirinê ya matrixa pola qalibê bilindtir e. Ji ber pirsgirêkên dema sarbûna dirêj, guheztina hilberê û bêîstiqrariya pîvanê di sêwirana qalibê de, qalibek kanalek ava sarkirinê ya konformal ku li ser bingeha çapkirina 3D ya metal hatî çêkirin hate sêwirandin, û analîza simulasyonê bi alîkariya nermalava Moldflow hate kirin. Encam destnîşan dikin ku çareseriya kanala avê ya konformal dikare bi girîngî kargêriya sarbûnê baştir bike û deformasyona hilberê kêm bike. Teknolojiya çapkirina 3D ya metal di warê qalibên sarbûna konformal de xwedan nirxek berfireh a serîlêdanê ye. Berhemên plastîk bi giranî di makîneyên şilkirina derzîlêdanê de bi karanîna qalib têne çêkirin. Di tevahiya pêvajoya hilberînê de, dem û lêçûna çêkirina qalibên derzîlêdanê herî zêde ye. Naha, zêdebûna daxwaziya ji bo hilberên piçûk ên piçûk ên kesane bûye sedema pêşkeftina bilez a pîşesaziya qalib û pêşbaziyek dijwar. Ji ber vê yekê, ji bilî başkirina domdar kalîte û performansa qalibên derzîlêdanê, di heman demê de pêdivî ye ku meriv lêçûnên hilberîna wê kêm bike û çerxa pêşkeftina hilberê kurtir bike da ku zû sûkê bigire.

Di pêvajoya şilkirina perçeya plastîk de, qonaxa sarbûnê 2/3 ji tevahiya çerxa şilkirinê digire. Kêmasiya dema sarbûnê dibe ku bibe sedema kêmasiyên wekî nîşaneyên piçûkbûnê û şilbûna parçeyên plastîk. Dema sarbûna pir dirêj jî dê bandorê li kargêriya hilberînê û lêçûna parçeyên plastîk bike. Ji ber vê yekê, baştirkirina kargêriya belavkirina germê ya qalibê û kurtkirina dema sarbûnê bûne rêwerzên lêkolînê yên sereke yên pîşesaziya qalibê. Di nav wan de, sêwirana kanalên avê yên bi şiklekî taybetî yek ji çareseriyên bi bandor e ku ji bo baştirkirina kargêriya belavkirina germê ya qalibê û kurtkirina dema sarbûnê ye. Kanala ava sarbûna qalibê kevneşopî ji hêla teknolojiya pêvajoyê ve sînorkirî ye û tenê bi lêdana kunên di qalibê de dikare were bidestxistin. Lêbelê, qalibek bi gelemperî xwedan mekanîzmayên tevlihev e, wek çîpên pêçandinê, stûnên rêber ên mêldar û slider. Dema sêwirana kanala avê, pêdivî ye ku ji hin mekanîzmayên heyî yên qalibê dûr bikevin. Ji ber vê yekê, ew bûye karekî pir dijwar ku meriv di qalibê de kanalek ava sarkirinê ya bi bandor çêbike da ku perçeyên plastîk zû û yeksan sar bike.

Mînakî girtina qalibên derzîlêdanê, qalibên derzîlêdanê yên heyî ji ber faktorên sarbûnê pirsgirêkên sereke yên jêrîn hene: (1) Teknolojiya hilberandina qalibê heyî teknolojiya hilberandina kanala avê sînordar dike, di encamê de nekariye bi tevahî hewcedariyên sarbûnê yên parçeyên plastîk bicîh bîne, û di encamê de di pirsgirêkên wekî qalîteya nestandard a parçeyên plastîk an nekaribûna rasterast şekilkirinê de; (2) Teknolojiya hilberandina şilavê ya heyî karbidestiya sarbûna kanala avê sînordar dike, dema sarbûnê dirêj dike, bêtir bandorê li dema derxistina hilbera şilkirî ya derzîlê dike, bi vî rengî bandorê li kargêriya hilberînê dike û pêşvebirina bazara hilberê dereng dike; (3) Pirsgirêka sarbûnê di dema pêvajoya şilkirina derzîlêdanê ya hilberê de bi gelemperî sêwirana struktur û fonksiyonel a hilberê sînordar dike. Pêvajoya rijandinê di dema derzîlêdana tansiyona bilind de du mebestên sereke hene: yek rûnkirin e ji bo baştirkirina hilweşandinê; ya din ew e ku meriv wekî navgînek spreyê tevbigere ku sar bibe. Meyla pêşkeftina pîşesaziyê ev e ku meriv gavê sprekirinê kêm bike an jê rake. Bikaranîna sêwirana sarbûna konformal dikare daxwaziya rijandinê kêm bike, jiyana qalibê dirêj bike û qalîteya parçeyên şilkirî yên derzîlêdanê misoger bike1.

Teknolojiya çapkirina 3D ya lazerê ya metal li ser prensîba hilberîna qat û qat-bi-pile şuştina superpozisyonê ye. Li gorî modela avahîsaziya sê-alî ya beşên pêwîst, pelê modela perçeyê hatî sêwirandin. Materyalên toza metal li gorî rêgeza şopandinê ya sazkirî ji hêla alavên çapkirina 3D-ya lazer ve tê helandin, zexm û çêdibe, û qat bi qat li ser hev tê hilanîn, ku dikare parçeyên bi her şeklê geometrîkî tevlihev çêbike7. Li gorî rêbazên pêvajoyek kevneşopî, helandina bijartî ya lazerê (SLM) dikare bi kanalên ava konformal ên tevlihev ên pêbawer ên pêlav û kavilan çêbike, ku pir wextê sarbûna qalibê kêm dike û çerxa çêkirina qalibê kurt dike.

Li ser bingeha teknolojiya çapkirinê ya 3D ya metal, ev kaxez performansa substratê çapkirinê dixwîne, ji bo qalibên derzîlêdanê pergalek sarbûna konformal a rastîn sêwirîne, nermalava analîzkirina herikîna qalibê bikar tîne da ku performansa qalibên sarbûna konformal analîz bike, parametreyên pêvajoyê yên sereke yên qalibên sarbûna konformal xweşbîn dike. , û teknolojiya çapkirinê ya 3D bikar tîne da ku qalibê çap bike û ceribandinên şilkirina derzîlêdanê bike.

1 Lêkolîna materyalê

Li gorî hewcedariyên parçeyên qalibê, polayek kêm-karbonê-hêza bilind bi berxwedana korozyonê ya baş û serhişkiya bilind hilbijêrin. Çapkirina materyalê ya pêkhatî rêça lêkolînê ya heyî ya çêkirina lêzêdekirina metal e. Bi lêzêdekirina qonaxa seramîk a karbîd a tungsten (WC), hêz û serhişkiya matrixê, û her weha berxwedana liberxwedan û berxwedana germê, dikare were baştir kirin, lê di heman demê de, ew ê di heman demê de pirsgirêkên wekî kêmbûna plastîkbûnê jî derxe holê. Analîzkirin û vekolîna mekanîzmaya bihêzkirina qonaxa seramîk û girêdana di navbera qonaxa seramîk û pêwendiya matrixê de rêyek bi bandor e ji bo kontrolkirina performansa giştî ya materyalê pêkhatî û baştirkirina hişkbûnê.

Parçeya girseya WC ya di pola qalibê de %30 e û pîvanên pêvajoya şilkirina SLM di Tabloya 1-ê de têne xuyang kirin. Tûrbûna nimûneya qalibkirî ya ku bi rêbaza avdanê tê pîvandin bi qasî 9.11g·cm'-3 ye. Piştî damezrandina 30% (fraksîyonek girseyî) WC-a nimûneya materyalê ya tevlihev a pola qalibê WC, piştî çareseriya germahiya bilind li 900℃ ji bo 1h û pîrbûna germahiya li 500℃ ji bo 4h, hişkahî bi qasî 52.4HRC tê tespît kirin. Bi ceribandinan, tê dîtin ku hişkbûna wê bi dendika wê re bi erênî ve girêdayî ye. Tiştek bilindtir, hejmara porên hundurîn hindiktir û serhişkî jî bilindtir dibe. Zehmetiya materyalê pola qalibê bêyî pêvedan piştî dermankirina germê ya çareser-pîrbûnê 48HRC e. Di berhevdanê de, serhişkiya giştî ya pola qalibê ku bi WC-yê hatî zêdekirin heya radeyekê baştir dibe, û destnîşan dike ku di pêvajoya dermankirina çareseriyê de hejmarek piçûk ji pariyên WC di matrixê de têne hilweşandin.

Wekî ku ji Figure 1-ê tê xuyang kirin, ji xeynî hin perçeyên WC yên ku têkiliyek gewherî ya bêkêmasî û nerm diparêzin, perçeyên din ên WC di pêvajoya dermankirina çareseriyê de têne hilweşandin, dibin qonaxên elîptîkî an xelet, û perçeyên piçûk ên WC winda dibin. Ev nîşan dide ku pariyên WC bi qismî di matrixê de têne hilweşandin, û têkiliyek metalurjîk a bihêz di navbera perçe û substratê de çêdibe, ku bi girîngî hêza giştî û serhişkiya materyalê çêtir dike, ku di heman demê de dikare di guhertina serhişkiya materyalê de jî were xuyang kirin. materyalê pêkhatî.

Encamên ceribandina performansa berhevkirinê ya materyalên pêkhatî yên bi perçeyên girseyî yên cihêreng (WC) destnîşan dikin ku her ku perçeya girseyî ya WC zêde dibe, hêza pêçandî û hêza berberdana pêçanê ya materyalê tevlihev hêdî hêdî zêde dibe. Hêza pêgirtinê û hêza berberdana pêçandî ya materyalê tevlihev bi 30% WC lê zêdekirî bi rêzê 1757MPa û 1677MPa ye, ku bi qasî 20% ji performansa berhevkirinê ya matrixa pola qalibê bilindtir e, û beşên pêçandî ne şikestî ne, lê deformasyona kompresyonê çêdibe. Ji ber vê yekê, pêkhateyên WC yên wekî substrate têne bikar anîn ji bo baştirkirina performansa qalibê sûdmend in.

2 Sêwirandin û analîzkirina kanala ava konformal a qalibê

Ji ber dîtina taybetmendiyên avahîsaz ên hilberên sêwirana qalibê kanala avê ya konformal, me pêşî nermalava analîzkirina Moldflow bikar anî da ku analîza herikîna qalibê ya çend rewşên tîpîk bi kanalên avê yên kevneşopî re berhev bike, li deqên germ, pileyên germahiyê, deformasyona termal û mijarên din ên di nav de keşif kirin. Pêvajoya şilkirina derzîlêdanê, kanalên avê yên konformal ên bi kelûpelên cihêreng, dûrbûna ji valahiyê, û şeklên xaçê hatine sêwirandin, û bi domdarî wan dubare kirin û xweşbîn kirin, bi mebesta zêdekirina karîgeriya hilberînê ji% 30 zêdetir. Me têkiliya di navbera bandora sarbûnê û taybetmendiyên avahîsaziyê û pîvanên kanala ava konformal de analîz kir û kurt kir, bal kişand ser dûrahiya herî kêm di navbera kanala avê û rûyê qalibê di bin şert û mercên xebatê yên cihêreng de, û her weha performansa jiyanê û performansa sarbûnê li dûrên cihêreng, hewcedariyên taybetmendiyên avahîsaziyê yên cihêreng û pergalên materyalê yên derzîlêdanê yên ji bo herikîna avê, û hevgirtina di navbera encamên analîza simulasyonê ya nermalavê û encamên rastîn de.

2.1 Sêwirana kanala avê ya konformal

Bi lêkolîna avahiyek tîpîk û taybetmendiyên materyalê yên hilberê, pileya germahiyê ya pêvajoya şilkirina derzîlêdanê bi karanîna nermalava analîzkirina hêmanên bêdawî tê analîz kirin, û kanalên avê yên konformal ên bi kêşa cihêreng, dûrbûna ji valahiyê, û şeklên xaçê têne sêwirandin. . Bandora sarbûnê ya kanala avê ya konformal bi dûbare tê analîz kirin û xweşbîn kirin, û analîza ku teorî û pratîkê digihîne hev bi ceribandinan ve tê meşandin da ku têkiliya di navbera pileya germahiyê û avahiya kanala avê ya konformal de saz bike, û di destpêkê de standarda sêwirana kanala avê ya konformal diyar bike. .

Mînakî ji qalibê jorîn ê hilberek diyar bistînin: li gorî prensîba ku dûrahiya di navbera kanala ava sarkirinê û rûbera benîştê de divê ji 2/3 ya qanala kanala avê, xêzkirina hestiyê kûr û bejna nûjen mezintir be. -Qanala ava konformal a bi şiklê beşa xaçê, wekî ku di Figure 2 de tê xuyang kirin, yekem car têne sêwirandin.

2.2 Analîzkirina xala germ û deformasyonê ya qalibê

Helwesta xala germ ji hêla nermalava Moldflow ve tê analîz kirin, wekî ku di Xiflteya 3 de tê xuyang kirin. Cihê xala germ 12 stûnên piçûk ên derketine ne, ku ew parçeyên ku divê bêne sar kirin in. Pîvana germahiyê bandorê li deformasyona sarbûna hilberê dike. Bi gelemperî, germahiyek yekgirtî be, ew çêtir e, û ferqa di navbera germahiya herî bilind û herî nizm de divê ji 20℃ derbas nebe.

Wekî ku ji jimar 4 tê dîtin, germahiya herî bilind a rûyê qalibê kanala avê ya kevneşopî ya makînekirî 102 ℃ e, ya herî nizm 30 ℃ e, cûdahiya germahiya giran 72 ℃ e, û derbirîn bi giranî bi têra xwe sar dibe. Di hilberîna rastîn de, hêsan e ku meriv bibe sedema sarbûna nehevseng a hilberên bi derzîlêdanê, deformasyonek mezin, û kalîteya hilberê ne standard; qalibê kanala ava konformal ji qalibê kanala avê ya makînekirî ya kevneşopî yekrengtir e, pileya germahiyê nermtir e, germahiya herî bilind bi qasî 40 ℃ e, û bandora sarbûnê îdeal e, ku ji bo kontrolkirina sarbûn û deformasyona hilberê alîkar e. û baştirkirina kalîteya hilberê.

Faktorên sereke yên ku bandorê li deformasyona germî dikin, bandora trendê, sarbûna nehevseng û piçûkbûna neyeksan in. Bi analîza Moldflow re, faktorên her deformasyonê têne hilweşandin, faktorên sereke yên ku li ser deformasyonê bandor dikin têne dîtin, û dûv re çêtirkirinên têkildar têne çêkirin da ku deformasyonê kêm bikin. Ji ber ku madde fîberê camê nagire, deformasyonek rêgez tune. Wekî ku ji jimar 5 tê dîtin, faktora deformasyonê ya sereke ku bandorê li ser vê hilberê dike, deformasyona ku ji ber qutbûna neyeksan pêk tê ye, ji ber vê yekê stûrahiya dîwarê hilberê dikare were guheztin da ku ew yekrengtir bike.

Wêneyê 6 berawirdkirina deformasyona germî ya xêzên qalibê di navbera kanalên avê yên kevneşopî û kanalên ava konformal de ye. Tê dîtin ku deformasyona kanalên avê yên konformal û kanalên avê yên makînekirî yên kevneşopî nêzîk e û her du jî di nav rêza kontrolkirî de ne. Ev bi giranî ji ber ku faktora sereke ya ku bandorê li deformasyonê dike, deformasyona piçûkbûnê ye ku ji ber qalindahiya dîwarê nehevseng pêk tê.

2.3 Analîza sêwirana kanala avê ya konformal

Kanalên avê yên konformal dikarin ji kanalên avê yên kevneşopî yên makînekirî nêzikî valahiyê bibin, û dûrahiya di navbera kanala avê û valahiyê de ji 2/3 ê pîvana kanala avê mezintir an wekhev e. Ew li ser avahiya qalibê girêdayî ye. Ger li tenişta wê kunên ejektorê, kunên ejektorê yên meyldar, kunên têxê û hwd hebin, tê pêşnîyar kirin ku dûrahiya di navbera kanala avê û valahiyê de ji pîvana kanala avê mezintir an wekhev be. Wêneyên 7 û 8 bi rêzê berhevokek bandorên sarbûnê yên kanalên avê yên 2.5 mm û 5.0 mm dûrî valahiyê ne. Ji hêla berhevdanê ve, tê dîtin ku bandora sarbûna kanala avê ya 2.5 mm dûrî valavê ji ya kanala avê ya 5.0 mm ji valahiyê dûr çêtir e. Dûr çi qas kurtir be, germahiya têxe yekrengtir, û çerxa sarbûnê jî kurtir dibe. Dikare were dîtin ku di bin prensîbên maqûl de, kanala avê her ku nêzikî valahiyê be, bandora sarbûnê baştir dibe, lê divê were zanîn ku dûrahiya di navbera kanala avê û valahiyê de her gav yekreng e.

2.4 Analîza sêwirana xaça beşa kanala avê ya konformal

Qada xaça kanalên avê yên konformal wekî ya kanalên avê yên kevneşopî yên sondakirî ye, û divê her du jî bi qasî ku gengaz di dema sêwiranê de hevgirtî bin. Ev azmûn nexşeyên sêwirana çargoşe ya elîptîkî û dorhêlî, wekî ku di xêza 9 (a) û jimar 10 (a) de tê xuyang kirin, pêşniyar dike. Ji berhevoka li jor, tê dîtin ku kanala avê ya bi çargoşeya sêgoşeya elîptîkî ve xwedan rêjeya herikîna avê ya mezintir, bandora sarbûnê ya çêtir, çerxa kurttir, û germahiya hundurîn a yekreng ji kanala avê ya bi çarçoveyek dorvekirî heye. Ji ber vê yekê, her ku qada xaça veguheztina avê mezintir be, bandora sarbûnê baştir dibe. Çêleka sarbûnê ji bo qalibên ceribandina hilbera şilkirina derzîlêdanê pîvanek girîng e, û kanalên avê yên konformal dikarin çerxa sarbûnê baş baştir bikin.

Kanala ava makînekirî ya kevneşopî û kanala ava konformal di nav Moldflow de têne destnîşan kirin, û bandora berawirdî ya her duyan bi barkirina heman materyalê şilkirina derzîlêdanê (PETG, agahdariya materyalê li Tablo 2 binêre) û heman pîvanên pêvajoya germahiya avê (derketin) tê analîz kirin. germahiya avê li 20 ℃ tê danîn).

Ji encamên analîza simulasyona Moldflow di jimarên 11 û 12 de, tê dîtin ku çerxa sarbûna kanala ava konformal 19s e (tevî 5s dema vebûn û girtina qalibê), dema ku çerxa sarbûnê ya kanala ava makînekirî ya kevneşopî 27s e. (tevî 5s dema vebûn û girtina qalibê). Kanala avê ya konformal ji kanala ava makînekirî ya kevneşopî çêtir e, û çerxa wê ji% 30 kurt dibe ku bigihîje armanca xweşbîniyê.

3 Verification Mold

Piştî analîza herikîna qalibê, sêwirana avahiya qalibê tê destnîşankirin, û Amûrên çapkirinê yên SLM metal 3D (HBDG350) serbixwe ji hêla Hanbang Technology ji bo çapkirinê tê bikaranîn. Pêvajoya çapkirinê û hilbera rastîn a piştî çapkirinê di Xiflteya 13-an de têne xuyang kirin. Piştî çapkirinê, qutkirina têl, dermankirina germahiyê û makînekirin têne kirin, û dûv re qalib ji bo qalibkirina derziyê qalibê ceribandina hilberê tê saz kirin; qalibê ceribandinê bi giranî çerxa sarbûna qalibê û germahiya têxê verast dike, ji ber ku çerxa sarbûnê dê bandorê li kargêriya hilberînê bike, û germahiya têxê dê bandorê li ser kargêriya hilberînê û kalîteya hilberê bike. Çiqas çerxa sarbûnê kurttir be, berbi hilberandinê û feydeyên aborî jî bilindtir dibe; her ku germahiya têxe yekrengtir be, qalîteya hilberê çêtir e û berbi hilberînê jî bilindtir dibe. Piştî verastkirina qalibê ceribandinê, hilberên ku ji hêla çapkirina 3D ve hatî çêkirin çareseriyek sarbûna kanala avê ya konformal li gorî qalibê kanala avê ya kevneşopî ji% 30 çêtir çêtir dibe, û rêjeya xeletiyê hema hema sifir e, ku bi tevahî hilberînê û hilberînê digire. pêdiviyên bikaranîn.

4 encam

1) Materyalên pêkhatî yên pêlavê yên pêlavê yên bihêzkirî yên WC wekî substrate tê bikar anîn, û performansa wê piştî çêtir dibe çapkirin 3D. Hêza pêgirtinê û hêza berberdana pêçanê ya materyalê pêkhatî digel 30% (parçeya girseyê) WC ya lê zêdekirî bi rêzê ve gihîşt 1757MPa û 1677MPa, ku bi qasî 20% ji performansa berhevkirinê ya matrixa pola qalibê bilindtir e. Madeya pêkhatî dikare di qalibên çapkirina 3D de were bikar anîn da ku deformasyona qalib kêm bike û kalîteya hilberê baştir bike.

2) Sêwirana qalibê sarbûna konformal a kanala avê ya elîptîkî ya xwe-piştgir, sînorê pîvana kanala avê ya kevneşopî dişkîne û kargêriya sarbûna qalibê çêtir dike. Sêwirana konformal dikare germahiya herî zêde ya rûbera qalibê% 47.4% kêm bike, germahiya navînî ya rûyê qalibê% 40.9% û yekrengiya germahiya rûyê qalibê% 1.8 kêm bike. Bandora sarbûnê bi girîngî çêtir dibe, û qalibê kanala avê ya konformal dikare bi bandor deformasyona hilberê kêm bike, aramiya pîvanê ya hilberê baştir bike, û bi girîngî qalîteya hilberê baştir bike.

3) Li gorî qalibên kanala avê yên kevneşopî, karbidestiya hilberîna hilberên ku ji hêla çapkirina 3D ve hatî çêkirin nexşeya sarbûna kanala avê ya konformal ji% 30 zêde dibe, ku bi tevahî hewcedariyên hilberandin û karanîna bicîh tîne.