concept laser模具 冷却 水路应用
4页1、Concept Laser模具冷却水路应用激光快速制造技术改进了压铸模时要求严格的温度区域内的冷却状况。各个型芯的冷却水道设置的都非常接近工件轮廓。而实现这一点的前提条件是:一种适合于铝合金压铸件大批量生产的耐热钢材的研发成功。这种最新研发成功的耐热钢材可以一层层的熔化、焊接起来。利用这种材料制造的模具型芯和型腔已成功的通过了大批量试生产的检验。激光快速制造技术弥补了激光烧结工艺中的不足。现代激光技术的应用,采用了专门研发的、申请了专利保护的激光照射方案,使用了标准钢材粉末为原料的技术,获得了巨大的成功,可制造出无收缩的、几乎是百分之百密实的零部件。现在,在使用正品原材料的情况下可以制作大型的零件,如强力冷却的模具型芯。所用材料的特性与大批量生产时所用的钢材相同,使制造出来的零件满足了大批量生产的条件。铝合金铸造厂采用这种工艺技术为汽车生产厂制造铝合金材料的压铸模具。图1带靠近工件轮廓冷却水道的模具型芯。由于实现了最佳的冷却,因此使四缸曲轴箱压铸过程的生产能力和质量都得到了提高激光快速制造技术是一种常规的生产制造工艺,它使得所有可以焊接的金属材料,如不锈钢、耐热钢和调质钢,按照一层层焊
2、接的方式制作出一个工件,借助于激光帮助使单介质的金属粉末熔化后焊接在一起的方法。在这一层层的焊接过程中,每一层金属粉末都会完全熔化;金属粉末的涂覆厚度在2050m之间。这种加工制造原理开启了激光制造与传统模具制造之间的大门。因此,这种技术目前主要用于压铸模具生产制造领域中。而迈出的第一步是铝合金铸造厂与压铸模具生产厂之间在四缸发动机曲轴箱压铸模具中的合作。具有冷却功能的型芯制造铝合金压铸模具型芯以使用可逐层焊接的耐热钢材料为前提。ConceptLaser公司研发的这种材料通过了质量认证。他们的研发成果是一种被称之为CL60DG的金属材料,具有与1.2709号耐热钢材相同的机械性能,主要适合于生产制造可冷却的模具型芯。这种钢材的特点在于拥有很好的韧性,抗拉强度可达1800N/mm2,淬火硬度可达HRC54。采用激光快速制造工艺技术后,可在型芯温度敏感部位制造出靠近工件轮廓表面的冷却水道。从而缩短了模具的冷却时间,明显延长了模具的使用寿命。由两家合作伙伴进行的在大批量生产条件下的试生产结果表明:这种试制的冷却型芯能明显的提高产品质量。在一系列的试验中,进行了在实际负载条件下的浇铸实体测试,
3、并将试验结果按照工件结构进行了详细的信息反馈。在成功的完成试验之后,人们开始利用冷却型芯压铸模具的发动机机体在大批量生产条件下的试生产(图2)。所用的冷却型芯是在ConceptLaser公司的M3Linear激光设备上逐层制造的。这种逐层制造完全是自动进行的,激光快速制造设备工作时原则上是不需要操作人员的。在完成冷却型芯的制造之后,只需人工清理一下型芯,安装到模具中即可。图2靠近模具型芯轮廓表面的冷却通道。它是采用激光快速制造技术制成的这个试验的目的在于检验冷却型芯的使用寿命和热裂纹倾向(图3)。迄今为止进行的试验结果都十分令人满意。放置在压铸模具浇道口附近的冷却型芯在完成了10万件以上的浇铸后仍然保持着很好的状态。而传统的型芯在完成这么多铸件的浇铸后,会出现明显的过烧裂纹。(a)(b)图3安装时的试验型芯(a),浇铸使用71282次后的型芯(b)。经多次使用后,与模具浇道范围内的浇道孔相反的型芯没有可见裂纹在完成104个样件的浇铸后,试验的冷却型芯具有与普通型芯完全相同的性能,没有出现裂纹、不光洁和不平整的现象。在完成1905次浇铸后,情况仍然如此。在这个阶段中,主要采用的是砂型铸造
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