在增材制造的應用領域中，模具嵌件的修復受損被愈加廣泛地采用，尤其是使用直接金屬激光燒結(DMLS)。與模具更換相比，DMLS可快速修復受損區(qū)域、簡化維修、縮短停工期、延長使用壽命、降低維護和修理成本，具有眾多優(yōu)勢。
傳統(tǒng)的維修工序步驟繁多，且耗時較長。如焊接工藝要求將損壞或破損區(qū)域去掉，需要固定鋼塊、焊接，然后重新加工嵌件。此外，傳統(tǒng)維修還涉及到一些額外的步驟，如加工、拋光、測試等，同時還受維修時限條件的制約。
維修模具嵌件需要更快、更經濟的方式，這便為DMLS打開了大門。Ecoparts和Innomia這兩家公司走進這扇門，為客戶提供更快速更經濟的DMLS工具維修。Innomia使用逆向工程、3D掃描和增材制造方法提供塑料及金屬部件設計和開發(fā)。Ecoparts是EOS服務供應商，為模具和機械工廠行業(yè)生產模具原型、未鑄滿鑄件、工具嵌件、熱流道澆口冷卻套。
“一般來說，當無需增加材料時，激光焊接對于修復受損轉角、邊緣和薄膜缺陷是十分有益的，”Innomia的總經理LubosRozkosny先生說道，“當需要增加材料時，DMLS十分高效。它可以按照部件的3D模型，將材料堆砌在精確的3D結構上。這是激光焊接不可能做到的，因為激光焊接通常是手動控制。但DMLS的激光束是通過CAD文件進行電腦控制，所以DMLS能做到。”
一般而言，DMLS塑造一個同類的鋼質部件，是從下到上將金屬細沙層熔化，直到部件塑造完成。開始時，使用純工具鋼粉末材料的薄層搭建塑造平臺。電腦生成的組件設計數(shù)據(jù)確定一些節(jié)點，在這些節(jié)點用強大的激光束將粉末熔化。隨之，降低平臺，使用另一個粉末層。再次將粉末熔化，以便將粉層固定在預先設計好的節(jié)點處。
DMLS維修嵌件的方法與眾不同。“你不需要將受損兩部分焊接起來，”Ecoparts的老板兼總經理解釋說，“你可以把受損的嵌件部分重新注塑。這樣能保證部件的微觀結構完好，看不出看修復嵌件的焊接縫隙。”DMLS工序完成以后，嵌件可以按需進行后期加工(如銑削和拋光)。這樣就保留和重塑了嵌件的功能。
Rozkosny先生說，DMLS將材料熔化，放在受損區(qū)域。使用DMLS方法加工的金屬可以提供良好的機械性能。例如，MS11.2709馬氏體時效鋼的硬度范圍可達54HRC(可使用熱處理將硬度調節(jié)至34~54HRC)。此外，還可將不同的工具鋼結合起來，且受限因素僅為燒結表面尺寸和材料的焊接性能。DMLS同樣可在密封室內惰性氮環(huán)境下工作，以保證金屬結構良好。最后，還能提供較短的交貨時間和良好的質量，Rozkosny先生說。
然而，Innomia和Ecoparts也都看到了DMLS的局限性：(1)當前工作室尺寸(250mm×250mm×325mm)限制了修復嵌件的尺寸;(2)表面處理較粗糙(約10Ra)，需要傳統(tǒng)的處理工序輔助;(3)疊層工藝要求較平的表面;(4)現(xiàn)今只可加工一種材料(1.2709)。然而，當表面處理之后，DMLS提供的高精度和高質量表面處理將其成就為工具加工和工具維修的理想平臺。同時，經證實，DMLS維修也延長了嵌件壽命。
Kundig先生補充道，部件的復雜程度并不是DMLS的成本動因。“不管是部件結構是簡單還是復雜，自由形式還是隨形冷卻，工業(yè)用3D打印機僅僅制造部件”他說。
重塑和維修
Innomia和Ecoparts都感覺到了使用DMLS進行模具嵌件維修的需求越來越旺盛，因為DMLS可以簡化并加速維修工序。兩家公司都僅僅需要將受損材料去掉，而非更換嵌件。多數(shù)情況下，完全再注塑一個嵌件可以節(jié)省數(shù)周的生產時間。
根據(jù)Rozkosny先生所言，Innomia最初利用自動金屬部件快速成型進入金屬增材制造領域，但是隨后轉移到注塑模具應用領域，包括快速制模和隨形冷卻。從那時起，客戶便開始信賴DMLS在產品加工方面的質量了。于是，快速模具維修的需求就越來越大。
Innomia除了使用DMLS，還使用3D掃描和逆向工程方法進行工具維修。這使得該公司即便在2D或3D文件不可用的時候，也可以修復受損工具。對于破損注塑磨具嵌件的特定修復，現(xiàn)在尚無3D數(shù)據(jù)或圖紙，而且還有很多限制部分。
“從工具上拿掉嵌件，然后發(fā)給我們，”Rozkosny先生解釋說，“首先我們掃描嵌件推行，然后重新設計完整的3D模型。接著，我們切割掉或銑削掉受損區(qū)域，因為我們重塑工藝需要一個平整的表面。隨后，將受損區(qū)域放入EOSINTM270，進行位置固定，然后在切割面上對缺失材料進行激光燒結。最后便是表面處理，將嵌件安裝到模具上。”
從嵌件移除到開始再生產，共有三個步驟。修復好的嵌件已經用了兩年半，這足以展示修復的質量和使用時限，他說。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
