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金属激光烧结技术DMLS在模具上的应用

导读: 通过使用高能量的激光束再由3D模型数据控制来局部熔化金属基体同时烧结固化粉末金属材料并自动地层层堆叠以生成致密的几何形状的实体零件。这种零件制造工艺又叫作直接金属激光烧结技术Direct Metal Laser-Sintering(DMLS)。

  通过使用高能量的激光束再由3D模型数据控制来局部熔化金属基体同时烧结固化粉末金属材料并自动地层层堆叠以生成致密的几何形状的实体零件。这种零件制造工艺又叫作直接金属激光烧结技术Direct Metal Laser-Sintering(DMLS)。通过选用不同的烧结材料和调节工艺参数,可以生成性能差异变化很大的零件,从具有多孔性的透气钢,到耐腐蚀的不锈钢再到组织致密的模具钢(强度优于铸造或锻造)。这种离散法制造技术甚至实现直接制造出非常复杂的零件,避免了用铣削和放电加工,为设计提供了更宽的自由度。

  本文以德国EOS公司的EOSINT M系统为例,介绍DMLS在模具方面的应用。EOSINT M是在欧洲开发DMLS技术最领先的企业之一,自1995年它的商业化以来十年里,模具行业是其主要的应用领域。这项应用作为最常用的一种快速模具方法是由于大幅缩短了产品开发过程,使样品模型的制造推出时间变得非常短,所以早期的用户也把这称作“样品模”,也就是说这样能缩短模具研制周期。早些年只有相对软的材料适用这种技术,所以大部分塑料样品模具都是这样制做,而随着技术的不断进步,应用领域也扩展到了适用于塑料、金属压铸和冲压等各种量产模具。应用这项技术的优点不仅仅是周期短,而且使模具设计师把心思集中在如何建构最佳的几何造型,而不用考虑加工的可行性与否。结合运用CAD和CAE技术,可以制造出包任意冷却水路的模具结构,如上图1左a所示为的镶件上通上水路以减小模具上热集中最终降低产品收缩变形量;对于关键的模具配件,如图1右b为对热浇口套上加上冷却可以降低成型周期,这样做可以极大地改善品质和并大幅降低生产的成本。今天EOSINT M工作系统正用于百万次的塑胶模具和十万次的冲压和铸造模具。

图1 冷却水路的模具结构

  下面就主要以DMLS的在模具方面的应用实例特别是针对塑料模具的快速开发来展开研讨!

  2 应用快速模具的原因和实例

  2.1 快速模具在制造中节省时间和成本

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