塑料模具金属激光烧结技术的研发

HEATS · 发表于 2010-9-12 09:20:50

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　　任何复杂几何形状的模具都可以不使用辅助工艺装备或者不使用电火花腐蚀加工而制造出来，直接金属激光烧结技术缩短了复杂模具的生产时间，减少模具制造成本。

　　CRDM公司利用CAD数据直接进行压铸模具和吹塑模具的生产。今日焦点：直接激光烧结时，每层金属粉末的厚度为20mm。与传统的每层厚度为50mm的金属粉末激光烧结加工技术相比，直接激光烧结技术的精度明显提高，从而可以生产结构复杂、精度很高的模具。采用直接激光烧结技术之后，模具不需要进行人工抛光。

　　该公司在采用这种设备及直接激光烧结技术后，可以将生产周期在原来15日中缩短2~3日，从而使公司在快速制造和样品试制方面赢得宝贵时间，提高了产品的竞争力。

　　这套直接金属激光烧结设备就是Eosint M 250 Xtended激光烧结机床。在引进这套激光烧结设备之前，CRDM公司进行了为期8个月的精心研究，以确定提高企业快速制造的能力。该公司使用的激光烧结材料为常用的金属粉末，包括工具钢材料的金属粉末Direct-Steel H20。

　　一套模具可以生产20万个塑料件DMLS直接激光烧结制造的模具可以用于大批量生产，批量生产的数目可达10万～20万件。CRDM公司的客户群包括汽车制造业、医药生产、航空航天、电信等领域以及英国国防部的许多大型企业。在他们生产的模具中，包括利用青铜基和有着很高密度、强度的金属粉末Direct Metal 20材料制造的模具在这种高强度、高精度的模具中，一套模具可以生产10万～20万个塑料工件。这种生产能力已经比目前传统激光烧结模具的生产能力提高了一大节，模具的耐磨损性能甚至优于铝合金模具。

　　与传统的模具制造相比，直接金属激光烧结制造的模具最主要的优点在于：它是一层层地将模具制造出来的，这是激光烧结与传统的切削加工的最根本区别。

　　任何复杂几何形状的模具都可以不使用辅助工艺装备或者不使用电火花腐蚀加工而制造出来。

　　这将明显的减少模具制造时间，减少模具制造成本，尤其是专用刀具和复杂工艺装备的生产制造费用。直接激光烧结的模具也可以进行抛光，抛光后的表面没有可见痕迹，从注塑的塑料工件表面也看不出任何迹象。即使是对模具要求非常严格的聚丙烯和聚乙烯材料的塑料制品也看不出任何痕迹。

　　利用数据处理软件Eostyle，CRDM公司在制造直接激光烧结模具时还将设备的性能加以扩展。在软件的帮助下，可以改进提高模具结构的辅助支撑结构的激光烧结。它可以减少支撑与模具型腔中的接触，使得复杂模具的生产制造费用和后续整理费用进一步降低。

　　在模具制造领域中，Eosint M 250 Xtended直接金属激光烧结机床的优点是非常出众的。在过去的3~4年中，它共生产了大约80台这样的激光烧结机床。带有新的控制系统的激光烧结机床在今年的前5个月中就生产了100台。

　　在过去，CRDM公司大约50%的产品是利用传统的生产工艺制造的，如利用金属切削，高速铣削和电火花加工等工艺技术制造的。但是这些样件制造工艺技术的生产周期太长，往往需要两周时间。现在，约90%的样件、模具都采用金属激光烧结工艺技术进行制造。

　　在注塑模具的生产制造中，更多的采用了直接金属激光烧结工艺，可在一个生产过程中完成模具的生产制造，如冷却水道、浇口、出料孔和定位孔等等都可在一次烧结中完成。这不仅仅减少了模具制造的费用，而且也缩短了模具的生产周期。

　　节省昂贵的费用

　　CRDM公司的另一个重要生产经营领域是为医药生产企业和汽车制造企业试制具有一定功能零部件的样件，以及数目为1件～5件的小批量产品生产。有着中、高精度要求的零部件，一般来讲也可以利用直接金属激光烧结工艺技术制造。例如制造小型发电机的吸气管、医药生产设备上的零部件、首饰制品等。在许多情况下，采用直接金属激光烧结工艺之后使得费用高昂的压力铸造模具成为“多余”。

　　利用直接金属激光烧结工艺制造的圣诞树压注模具。模具的材料为钢基金属粉末Direct Steel，其层的厚度为20mm。【MechNet】

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