Fraunhofer使用3D打印工具加速金属注射成型
发布时间：2024/01/04
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【概要描述】 研究所采用自由曲面注塑技术，提供复杂金属零件的快速成型
研究所采用自由曲面注塑技术，提供复杂金属零件的快速成型
Fraunhofer IFAM
Fraunhofer IFAM是著名的FraunhoferSociety的一个研究所，是金属注射成型（MIM）领域公认的领导者，为航空航天、能源、海事和其他要求苛刻的行业的公司提供服务。为了支持对新应用程序的研究，同时降低交付周期和成本，Fraunhofer最近决定实施由Nexa3D的XiP Desktop 3D打印机和LSPc®技术支持的自由形式注塑（FIM）工艺。该平台使制造商能够在投资传统金属工具之前，快速、经济高效地对复杂的注塑零件进行原型设计。
挑战
金属注塑模具的生产成本高且耗时
在金属注射成型（MIM）中，将金属粉末与塑料粘合剂混合以产生原料，然后将其注射到金属模具中。原料的研磨性对工具的质量提出了很高的要求，而MIM工艺的复杂性通常导致需要多次迭代。Fraunhofer希望为公司提供一条快速、经济高效地测试新概念的途径，并转向Nexa3D和Freeform注塑来提供解决方案。
“Freeform注塑为我们提供了完美的工具，以支持创新公司测试新概念和材料。”
–Sebastian Hein，Fraunhofer IFAM
顾客
Fraunhofer IFAM
工业
合同研究与创新
产品
XiP台式3D打印机
脱模站
xMOLD 3D打印工具树脂
应用
3D打印注塑模具
优势
-- 能够在10天或更短时间内提供原型金属零件
-- 显著降低原型工具成本
-- 增加了设计自由度
-- 去风险发展，创新
解决方案
使用xMOLD树脂和Freeform注塑的3D打印注塑模具
Fraunhofer受到其他使用Freeform注塑的公司的启发，决定推出XiP台式3D打印机和xMOLD树脂。这种紧凑的平台是MIM中常见的产品尺寸范围内打印模具的理想解决方案，xMOLD工具树脂在高性能材料的成型方面有着良好的记录。
利益
为复杂金属零件提供2周的设计周期
通过使用Nexa3D的XiP 3D打印机和xMOLD材料采用FIM流程，Fraunhofer IFAM团队为其客户带来了许多好处。
快速成型：FIM使Fraunhofer能够快速成型MIM零件，用于客户演示和验证测试。FIM零件的材料特性已被证明与传统钢制工具生产的材料特性非常匹配，确保了准确的性能评估。
时间和成本节约：职能指令手册允许Fraunhofer IFAM显著减少试生产所需的时间和成本。XiP打印机的卓越速度允许当天打印和注射，同时与传统的试点工具相比，成本和时间节省超过75%。
降低开发和创新风险：Fraunhofer IFAM已经证明FIM与巴斯夫的金标准Catamold原料兼容，使客户能够使用特性良好的材料进行开发和创新。
客户影响
演示了用于复杂设计的原型MIM
金属注射成型由于缺乏原型选择而受到影响。传统的基于AM的方法，无论是基于粉末还是基于粘合剂，都不能用于评估脱模和烧结过程中的流动路径、模具内应力模式或成型零件的翘曲。因此，注塑机在想要验证零件设计和工艺参数时，不得不投资于高成本的试验工具。Fraunhofer IFAM已经完成了第一个项目——围绕通用电气喷气发动机支架建模——展示了Freeform注塑解锁的简单性、速度和设计自由度。
Fraunhofer团队决定采用适用于注塑成型的支架设计，并使用来自巴斯夫的知名现成Catamold 17-4PH原料作为材料。使用XiP打印机单元打印可溶性注塑模具，并使用Arburg 320注塑机完成成型。
该项目确认了Freeform注塑的几个重要方面：
-- 模具设计时间从几天缩短到几个小时，因为模具不必包含分割线、顶针或滑动功能。
-- 测试模具的制造可以在几天内完成，而不是几周。
-- 注射成型可以使用标准的注射成型机和原料进行，并提供与传统金属注射成型相媲美的材料质量。
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