在模具制造業(yè)中,3D打印技術(shù)以其設(shè)計(jì)自由度大、制造靈活性強(qiáng)及生產(chǎn)周期短等顯著優(yōu)勢,為模具的制造帶來了革命性的變革。特別是其能夠制造出傳統(tǒng)工藝難以實(shí)現(xiàn)的隨形水路,顯著縮短了模具的冷卻時(shí)間,進(jìn)而提升了產(chǎn)品的良品率,因此,越來越多的產(chǎn)品開始采用這一先進(jìn)技術(shù)。
然而,3D打印模具鑲件的性能在很大程度上取決于所使用的打印材料。那么,究竟何種3D打印材料更適合模具制造呢?對此,上海毅速激光科技有限公司總經(jīng)理王利軍憑借其在模具與3D打印行業(yè)的深厚經(jīng)驗(yàn),提出了明確的見解。他認(rèn)為,優(yōu)質(zhì)的模具3D打印材料應(yīng)當(dāng)具備以下關(guān)鍵特性:良好的打印性能、高熱導(dǎo)率、快速冷卻能力、優(yōu)異的力學(xué)性能、高耐磨性、出色的耐腐蝕性(以應(yīng)對冷卻水路中冷卻水可能引發(fā)的銹蝕、堵塞及失效問題)以及卓越的耐疲勞性(確保模具具有較長的使用壽命)。
這一觀點(diǎn)源于其在兩個(gè)行業(yè)的長期實(shí)踐。上海毅速激光早期專注于模具業(yè)務(wù),隨著金屬3D打印技術(shù)的逐漸成熟,隨形冷卻水路為金屬模具制造開辟了新的方向。2018年,毅速開始探索金屬3D打印在模具領(lǐng)域的應(yīng)用,并選定注塑模具作為切入點(diǎn),通過設(shè)計(jì)隨形冷卻水路并3D打印制造的方式來優(yōu)化注塑模具。
然而,盡管3D打印模具提高了生產(chǎn)效率,但在耐腐蝕性和耐疲勞性等方面仍存在不足。例如,傳統(tǒng)注塑模具的壽命可達(dá)50萬模次,而3D打印模具的壽命通常僅為10萬模次左右。因此,要推動3D打印模具制造的發(fā)展,必須致力于新材料的研發(fā)。
進(jìn)入行業(yè)一年多后,上海毅速開始著手開發(fā)新材料。這一任務(wù)并非易事,需要深厚的學(xué)術(shù)背景和大量的研究試驗(yàn)。幸運(yùn)的是,上海毅速與上海交通大學(xué)建立了良好的合作關(guān)系,這為開發(fā)模具專用的3D打印材料提供了有力支持。
經(jīng)過近兩年的努力,毅速成功研發(fā)出多款專為3D打印設(shè)計(jì)的金屬粉末材料,包括EM201高導(dǎo)熱不銹鋼粉末、EM191S高拋光不銹鋼粉末、EM191高耐磨不銹鋼粉末以及EM213熱作模具鋼粉末等。這些材料在多個(gè)維度上提升了傳統(tǒng)打印材料的性能,解決了模具行業(yè)因缺乏合適材料而難以廣泛應(yīng)用增材制造的難題,加速了金屬增材制造技術(shù)的推廣和應(yīng)用。其中EM201高導(dǎo)熱不銹鋼粉末,已經(jīng)獲得了中國和歐洲的發(fā)明專利授權(quán)。
數(shù)據(jù)顯示,毅速開發(fā)的EM201?材料導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)80W/m℃,約為普通模具鋼的4倍。同時(shí),該材料在韌性、硬度和抗開裂等整體性能方面也表現(xiàn)出色。當(dāng)與3D打印隨形水路結(jié)合使用時(shí),其導(dǎo)熱效果甚至可以與鈹銅相媲美。
在快速消費(fèi)品包裝、醫(yī)療用品耗材、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域,對效率的追求始終是核心議題。毅速新材料不僅為各行業(yè)提供了提質(zhì)、降本、增效的新途徑,還進(jìn)一步推動了3D打印在制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。