8 800 333-12-82
Бесплатно по России
Заказать звонок

Как улучшить охлаждение пресс-форм с помощью 3D-печати: опыт компании ABB

Компания ABB — мировой технологический лидер в областях электрооборудования, робототехники и механизмов движения, промышленной автоматизации и электрических сетей. Компания работает с заказчиками в сферах электроэнергетики, промышленности, транспорта и инфраструктуры. Свыше 70 миллионов подключенных устройств и более 70 тысяч систем управления во всех сегментах рынка. 130 лет передового опыта позволяет АВВ успешно вести бизнес в более чем 100 странах при общем числе сотрудников, превышающем 135 000 человек.

ABB Oy, Drives and Controls — подразделение, занимающееся разработкой накопителей и контроллеров. Имеет 12 заводов по всему миру, более 6000 сотрудников. Например, ABB Oy, Drives and Controls производит миллионы изоляционных втулок для кабелей каждый год. Традиционно, их изготавливали с помощью пресс-форм, которые не имели охлаждения. Цикл отливки одного экземпляра занимал 60 секунд (включая 30 секунд на охлаждение пресс-формы).

Технология селективного лазерного плавления металлических порошков (SLM) может использоваться для производства элементов оснастки с внутренними каналами охлаждения. С ее помощью ABB Oy, Drives and Controls удалось сократить производственный цикл изоляционной втулки, проведя редизайн и оптимизацию геометрии. Оптимизированная геометрия позволила не только сэкономить время, но и значительно снизила повреждаемость деталей.

Разработка внутренней системы охлаждения

Для исследования возможностей охлаждения пресс-форм было разработано шесть различных вариантов организации охлаждающих каналов. Один из них — максимально близкий к традиционному (чтобы можно было сравнивать результаты). Остальные варианты были оптимизированы для изготовления оснастки с помощью технологии SLM (сложная структура каналов, минимальные толщины стенок, различные углы). Каждый из вариантов показал различные результаты.

Оснастка изготавливалась с помощью системы 3D-печати металлом SLM 125HL. Материал — сталь 1.2709. Изделия подверглись также термической (чтобы достичь твердости 54 HRC) и механической обработке (для придания желаемого внешнего вида).

Вариант 1
Узкий
U-профиль
Вариант 2
Широкий U-профиль с ребрами
Вариант 3
Тонкий спиральный профиль
Вариант 4
Толстый спиральный профиль
Вариант 5
Профиль
«Фонтан»
Вариант 6
Обычный
профиль
- Лучшее проникновение
- Меньшая площадь сечения
- Вода подходит максимально близко к поверхности
- Улучшенная циркуляция
- Большая площадь сечения
- Больший расход воды
- Меньший шаг
- Меньшая площадь сечения
- Более плотный профиль
- Классический дизайн
- Больший шаг
- Большая площадь сечения
- Менее плотный профиль
- Больший расход воды
- Большая площадь профиля
- Эксперимен-тальный дизайн
- Не оптимизи-рованный дизайн
- Традиционное решение

Тестирование

Полученные детали нагревали до 70 °С, а затем охлаждали до 20 °С, имитируя процесс литья под давлением. Фаза охлаждения регулировалась с помощью инфракрасного сканирования, чтобы сравнить поведение разных систем охлаждения.

Лучшее время охлаждения — меньше 10 секунд — показали образцы с профилем «Фонтан», U-образным тонким и U-образным толстым профилем. Они имеют относительно небольшое поперечное сечение для быстрой циркуляции потока воды. Кроме того, вода имеет возможность подходить максимально близко к поверхности детали. Образцы с профилем «Фонтан» и U-образным тонким профилем были выбраны как наиболее перспективные для продолжения модернизации.


Вывод: возможности использования 3D-печати для изготовления оснастки с конформным охлаждением

Время охлаждения в каждом цикле сократилось с 30 до 6 секунд. Общий цикл производства одного экземпляра таким образом сократился до 14,7 сек (вместо 60,5).

Традиционное охлаждение пресс-формы Конформное охлаждение пресс-формы

Выбрать систему 3D-печати металлом



Globatek.3D — официальный поставщик промышленных 3D-принтеров в Россию. Если ваша компания планирует покупку 3D-принтера, использующего металл или другие материалы, позвоните по телефону 8 800 333-12-82, и наши специалисты предоставят вам всю необходимую информацию.

SLM Solutions SLM 125

  • Производитель: SLM Solutions
  • Материал: металлические порошки
  • Технология: SLM
  • Объем камеры: 125х125х125 мм
  • Лазер: 400 Вт, волоконный
  • Толщина слоя: 20–75 мкм
  • Скорость построения: до 25 см3/час
  • Лазерный фокус: 70–100 мкм

SLM Solutions SLM 280 2.0

  • Производитель: SLM Solutions
  • Материал: металлические порошки
  • Технология: SLM
  • Объем камеры: 280х280х365 мм
  • Лазер: 400 / 700 Вт
  • Толщина слоя: 20—90 мкм
  • Скорость построения: до 113 см3/час

SLM Solutions SLM 500

  • Материал: металлические порошки
  • Технология: SLM
  • Камера: 500х280х365 мм
  • Лазер: 2х700 / 4х400 / 4x700 Вт
  • Фокус лазера: 80–115 мкм
  • Толщина слоя: 20–75 мкм
  • Скорость построения: до 105 см3/час

SLM 800

  • Материал: металлические порошки
  • Технология: SLM
  • Камера: 500х280х875 мм
  • Лазер: 4х400 / 4x700 Вт
  • Фокус лазера: 80–115 мкм
  • Толщина слоя: 20–90 мкм
  • Скорость построения: до 171 см3/час

3D Systems sPro 60

  • Технология: SLS (спекание порошковых материалов)
  • Размер камеры построения: 381x330x457 мм
  • Толщина слоя: от 80 мкм
  • Мощность лазера: 30-70 Вт
  • Количество материалов: 8
  • Производительность: до 1,8 литр/час

3D Systems sPro 140

  • Технология: SLS (спекание порошковых материалов)
  • Размер камеры построения: 550x550x460 мм
  • Толщина слоя: от 80 мкм
  • Мощность лазера: 70-200 Вт
  • Количество материалов: 8
  • Модификации: Base и HS
  • Производительность: 3-5 литров/час

3D Systems sPro 230

  • Технология: SLS (спекание порошковых материалов)
  • Размер камеры построения: 550x550x750 мм
  • Толщина слоя: от 80 мкм
  • Мощность лазера: 70-200 Вт
  • Количество материалов: 8
  • Модификации: Base и HS
  • Производительность: 3-5 литров/час

3D Systems ProJet 6000

  • Технология SLA (фотополимер)
  • 3 области построения
  • Толщина слоя: 50 мкм/ 100 мкм/ 125 мкм
  • Максимальный объем области построения - 250x250x250 мм
  • Точность: 0,01-0,02 мм на 1 см в зависимости от геометрии, размера и ориентации детали
  • 3 режима печати
  • 5 материалов

3D Systems ProJet 7000

  • Технология SLA (фотополимер)
  • 2 области построения
  • Толщина слоя: 50 мкм/ 100 мкм/ 125 мкм
  • Максимальный объем построения - 380x380x250 мм
  • Точность: 0,01-0,02 мм на 1 см в зависимости от геометрии, размера и ориентации детали
  • 3 режима печати
  • 6 материалов

3D Systems ProX DMP 300

  • Производитель: 3D Systems
  • Технология: Direct Metal Printing
  • Материал: металлические порошки
  • Область построения: 250х250х330 мм
  • Толщина слоя: от 10 до 100 мкм
  • Мощность лазера: 500 Вт

3D Systems ProX DMP 200

  • Производитель: 3D Systems
  • Технология: Direct Metal Printing
  • Материал: металлические порошки
  • Область построения: 140х140х115 мм
  • Толщина слоя: от 10 до 100 мкм
  • Мощность лазера: 300 Вт

3D Systems ProX 400

  • Производитель: 3D Systems
  • Технология: Direct Metal Printing
  • Материал: металлические порошки
  • Камера построения: 500x500x500 мм
  • Два оптоволоконных мощностью 500 Вт-1 кВт
  • Толщина слоя: 10-100 мкм

3D Systems ProX 500

  • Технология: SLS
  • Толщина слоя: 80-150 мкм
  • Камера: 381х330х457 мм
  • Количество материалов: 1
  • Высокая скорость печати

3D Systems ProX 500 Plus

  • Технология: SLS
  • Камера: 381x330x457 мм
  • Толщина слоя: 80-150 мкм
  • Мощность лазера: 100W
  • Количество материалов: 3
  • Высокая производительность

3D Systems ProX 800

  • Технология: SLA (фотополимер)
  • Размер рабочей камеры: 650х750х550 мм
  • Количество материалов: 14

3D Systems ProX DMP 320

  • Технология: Direct Metal Printing
  • Камера: 275х275х420 мм
  • Толщина слоя: 30/60 мкм
  • Точность: 50 мкм
  • Количество материалов: 5

3D Systems ProX 950

  • Технология: SLA (фотополимер)
  • Толщина слоя 0.05 - 0.15 мм
  • Максимальный объем
    построения - 1500х750х550 мм
  • Размеры устройства 220х160х226 см

DMG MORI Lasertec 12 SLM

  • Производитель: DMG MORI
  • Материал: металлические порошки
  • Технология: SLM
  • Область построения: 125х125х200 мм
  • Толщина слоя: 20-100 мкм
  • Мощность лазера: 200-400 Вт

DMG MORI Lasertec 30 Dual SLM

  • Производитель: DMG MORI
  • Материал: металлические порошки
  • Технология: SLM
  • Область построения: 300х300х300 мм
  • Толщина слоя: 20-100 мкм
  • Мощность лазера: 600-1000 Вт

VoxelJet VX200

  • Продукция: песчаные формы для литья и полимерные изделия
  • Технология: Binder Jetting
  • Рабочая камера: 300x200x150 мм
  • Толщина слоя: 0,3 мм

VoxelJet VX500

  • Продукция: песчаные формы для литья и полимерные изделия
  • Технология: Binder Jetting
  • Рабочая камера: 500x400x300 мм
  • Толщина слоя: 0,15 мм

VoxelJet VX1000

  • Продукция: песчаные формы для литья и полимерные изделия
  • Технология: Binder Jetting
  • Рабочая камера: 1000x600x500 мм
  • Толщина слоя: 0,15/0,3 мм

VoxelJet VX2000

  • Продукция: песчаные формы для литья и полимерные изделия
  • Технология: Binder Jetting
  • Рабочая камера: 2000x1000x1000 мм
  • Толщина слоя: 0,25/0,4 мм

VoxelJet VX4000

  • Продукция: песчаные формы для литья и полимерные изделия
  • Технология: Binder Jetting
  • Рабочая камера: 4000x2000x1000 мм
  • Толщина слоя: 0,3 мм

Farsoon eForm

  • Производитель: Farsoon
  • Материал: порошки (полиамиды и пластик)
  • Технология: SLS
  • Область построения: 250x250x320 мм
  • Мощность лазера: 30 Вт, углекислотный
  • Толщина слоя: 60 - 300 мкм
  • Количество материалов: 5

Farsoon серии 252P

  • Производитель: Farsoon
  • Материал: порошки (полиамиды и пластик)
  • Технология: SLS
  • Область построения: 250x250x320 мм
  • Мощность лазера: до 100 Вт, углекислотный
  • Толщина слоя: 60 - 300 мкм
  • Количество материалов: 10

Farsoon серии 403P

  • Производитель: Farsoon
  • Материал: порошки (полиамиды и пластик)
  • Технология: SLS
  • Область построения: 400x400x450 мм
  • Мощность лазера: до 100 Вт, углекислотный
  • Толщина слоя: 60 - 300 мкм
  • Количество материалов: 9

Farsoon Flight HT403P

  • Производитель: Farsoon
  • Материал: порошки (полиамиды и пластик)
  • Технология: SLS
  • Область построения: 400x400x540 мм или 400x400x450 мм
  • Мощность лазера: 500 Вт, волоконный
  • Толщина слоя: 60 - 300 мкм
  • Количество материалов: 1

Farsoon HT1001P

  • Производитель: Farsoon
  • Материал: порошки (полиамиды и пластик)
  • Технология: SLS
  • Область построения: 1000x500x450 мм
  • Мощность лазера: 2 x 100 Вт, углекислотный
  • Толщина слоя: 60 - 300 мкм
  • Количество материалов: 2

Arcam Q10

  • Технология: EBM
  • Камера: 200х200х180 мм
  • Минимальный диаметр луча: 100 мкм
  • Скорость сканирования: до 8000 м/сек
  • Система охлаждения: активная

Arcam Q20

  • Технология: EBM
  • Диаметр камеры построения: 350 мм
  • Высота камеры построения: 380 мм
  • Минимальный диаметр луча: 180 мкм
  • Система охлаждения: водяной радиатор

Arcam А2X

  • Технология: EBM
  • Камера построения: 200х200х380 мм
  • Точность построения: до 130 мкм
  • Скорость построения: до 80 см3/час
  • Диаметр луча: 0,2-1 мм
  • Скорость сканирования: до 8000 м/с

ExOne S-Max Furan

  • Продукция: песчано-полимерные литейные формы
  • Технология: Binder Jetting
  • Литейный песок: кварц, корунд
  • Связующее: фурановые смолы
  • Объем построения: 1800x1000x700 мм
  • Разрешение: X/Y 0,1 мм/0,1 мм
  • Толщина слоя: 0,28-0,50 мм
  • Погрешность: ±0,3 мм

ExOne Exerial

  • Продукция: песчано-полимерные литейные формы
  • Технология: Binder Jetting
  • Две камеры печати
  • Размер камер: 2200х1200х700 мм
  • Скорость построения: 300-400 л/час
  • Толщина слоя: 28/50 мкм

ExOne S-Print Furan

  • Продукция: песчано-полимерные литейные формы
  • Технология: Binder Jetting
  • Литейный песок: кварц, корунд
  • Связующее: фурановые смолы
  • Объем построения: 800x500x400 мм
  • Скорость построения: 20000-36000 см3/час
  • Толщина слоя: 0,28–0,50 мм
  • Погрешность: ±0,3 мм

ExOne S-Print Phenol

  • Продукция: тонкостенные песчано-полимерные литейные формы и стержни
  • Технология: Binder Jetting
  • Литейный песок: кварц, синтетика
  • Связующее: фенольные смолы
  • Площадь построения: 800x500x400 мм
  • Толщина слоя: 0,24 мм
  • Погрешность: ±0,3 мм

ExOne S-Print Silicate

  • Продукция: песчано-полимерные литейные формы с высокой газопроницаемостью
  • Технология: Binder Jetting
  • Литейный песок: кварц, корунд
  • Связующее: силикатные смолы
  • Площадь построения: 800x500x400 мм
  • Толщина слоя: 0,28-0,38 мм
  • Погрешность: ±0,3 мм

DM3D DMD 44R/66R

  • Технология: DMD
  • Область построения: 1425×1020×1020 или 2330×1670×1670 мм
  • Мощность лазера: 1-5 кВт
  • Толщина слоя: 0,2-1,2 мм
  • Производительность: 20-150 см3/час
  • Точность позиционирования: до 0,3 мм

DM3D DMD 105D

  • Технология: DMD
  • Область построения 3D: 300×300×300 мм
  • Мощность лазера: 1-5 кВт
  • Толщина слоя: 0,2-1,2 мм
  • Производительность: 20-160 см3/час
  • Точность позиционирования: до 0,05 мм

DM3D DMD 505D

  • Технология: DMD
  • Область построения 3D: 673×749×474 мм
  • Мощность лазера: 1-5 кВт
  • Толщина слоя: 0,2-1,2 мм
  • Производительность: 20-150 см3/час
  • Точность позиционирования: до 0,05 мм

ALD VIGA 2S

  • Температура плавления: до 1600°C
  • Объем тигля: 2,15 л.
  • Материалы: Fe, Ni, Co, Ag, Sn, Cu, Sn, Al, Zn, Ti
  • Время плавления: ок. 40 мин
  • Размер готовых частиц: 25-100 мкм

InssTek MX-250

  • Технология: DMT
  • Рабочий объем: 250 х 250 х 250 мм
  • Мощность лазера: 300 В
  • Количество осей: 3/5
  • Форсунки подачи порошка: 1-3

InssTek MX-450

  • Технология: DMT
  • Область построения: 450х450х350 мм
  • Мощность лазера: 1 кВт
  • Глобусный поворотный стол
  • Количество осей: 3/5

InssTek MX-1000

  • Технология: DMT
  • Рабочий объем: 1000 х 800 х 650 мм
  • Мощность лазера: 2 кВт
  • Количество осей: 3/5
  • Форсунки подачи порошка: 1-3
  • Встроенный компьютер управления

InssTek MX-Grande

  • Технология: DMT
  • Рабочий объем: до 4000х1000х1000 мм
  • Мощность лазера: 5 кВт
  • Глобусный поворотный стол
  • Количество осей: 6

InssTek MPC

  • Технология: DMT
  • Область построения: 1000х800х650 мм
  • Мощность лазера: 500 Вт
  • Глобусный поворотный стол
  • Количество осей: 5

Trumpf TruLaser Cell 3000

  • Работа в 2-х или 3-х измерениях
  • Сварка, резка, наплавка
  • Рабочий объем: 420х420х220 мм
  • Точность: 0,015 мм
  • Мощность лазера: 8000 Вт

Trumpf TruLaser Cell 7000

  • Сварка, резка, наплавка
  • Рабочая зона: до 2000 мм
  • Точность: до 0,03 мм
  • Мощность лазера: до 15000 Вт
  • Модификации: 7040 и 7020

Orlas Creator

  • Производитель: Coherent
  • Материал: металлические порошки
  • Технология: LBPF
  • Объем камеры: Ø100x110 мм
  • Лазер: 250 Вт
  • Толщина слоя: 20—100 мкм
  • Мин. толщина элемента: 80 мкм

Orlas Creator RA

  • Производитель: Coherent
  • Материал: металлические порошки
  • Технология: LBPF
  • Объем камеры: Ø100x110 мм
  • Лазер: 250 Вт
  • Толщина слоя: 20—100 мкм
  • Мин. толщина элемента: 80 мкм

Orlas Creator RA Hybrid

  • Производитель: Coherent
  • Материал: металлические порошки
  • Технология: LBPF + Фрезер
  • Объем камеры: Ø100x100 мм
  • Лазер: 250 Вт
  • Толщина слоя: 20—100 мкм
  • Мин. толщина элемента: 80 мкм

FHZL PCM300

  • Продукция: песчано-полимерные литейные формы
  • Технология: PCM
  • Камера: 300x250x250 мм
  • Толщина слоя: 0,2-0,5 мм
  • Погрешность: ±0,3 мм
  • Скорость: 14 сек/слой

FHZL PCM800

  • Продукция: песчано-полимерные литейные формы
  • Технология: PCM
  • Камера: 800x750x500 мм
  • Толщина слоя: 0,2-0,5 мм
  • Погрешность: ±0,3 мм
  • Скорость: 22 сек/слой

FHZL PCM1200

  • Продукция: песчано-полимерные литейные формы
  • Технология: PCM
  • Камера: 1200x1000x600 мм
  • Толщина слоя: 0,2-0,5 мм
  • Погрешность: ±0,3 мм
  • Скорость: 18 сек/слой

FHZL PCM1800

  • Продукция: песчано-полимерные литейные формы
  • Технология: PCM
  • Камера: 1800x1000x700 мм
  • Толщина слоя: 0,2-0,5 мм
  • Погрешность: ±0,3 мм
  • Скорость: 22 сек/слой

FHZL PCM2200

  • Продукция: песчано-полимерные литейные формы
  • Технология: PCM
  • Камера: 2200x1000x800 мм
  • Толщина слоя: 0,2-0,5 мм
  • Погрешность: ±0,3 мм
  • Скорость: 24 сек/слой

Aconity 3D AconityMINI

  • Производитель: Aconity 3D
  • Материал: металлические порошки
  • Технология: L-PBF
  • Объем камеры: Ø 140 х (В) 190 мм
  • Лазер: 1 луч 200 / 400 Вт
  • Толщина слоя: 10 мкм
  • Лазерный фокус: 30-500 мкм

Aconity 3D AconityMIDI

  • Производитель: Aconity 3D
  • Материал: металлические порошки
  • Технология: L-PBF
  • Объем камеры: Ø 170 х (В) 200 мм
  • Лазер: 1-2 луча 400 / 500 / 700 / 1000 Вт
  • Толщина слоя: 10 мкм
  • Лазерный фокус: 80-500 мкм

Aconity 3D AconityMIDI+

  • Производитель: Aconity 3D
  • Материал: металлические порошки
  • Технология: L-PBF
  • Объем камеры: Ø 250 х (В) 250 мм
  • Лазер: 1-4 луча 400 / 500 / 700 / 1000 Вт
  • Толщина слоя: 10 мкм
  • Лазерный фокус: 80-500 мкм

Aconity 3D AconityONE

  • Производитель: Aconity 3D
  • Материал: металлические порошки
  • Технология: L-PBF
  • Объем камеры: Ø 400 х (В) 400 мм
  • Лазер: 1-4 луча 400 / 1000 Вт
  • Толщина слоя: 10 мкм
  • Лазерный фокус: 80-500 мкм