在模具制造业中,3D打印技术以其设计自由度大、制造灵活性强及生产周期短等显著优势,为模具的制造带来了革命性的变革。特别是其能够制造出传统工艺难以实现的随形水路,显著缩短了模具的冷却时间,进而提升了产品的良品率,因此,越来越多的产品开始采用这一先进技术。
然而,3D打印模具镶件的性能在很大程度上取决于所使用的打印材料。那么,究竟何种3D打印材料更适合模具制造呢?对此,上海毅速激光科技有限公司总经理王利军凭借其在模具与3D打印行业的深厚经验,提出了明确的见解。他认为,优质的模具3D打印材料应当具备以下关键特性:良好的打印性能、高热导率、快速冷却能力、优异的力学性能、高耐磨性、出色的耐腐蚀性(以应对冷却水路中冷却水可能引发的锈蚀、堵塞及失效问题)以及卓越的耐疲劳性(确保模具具有较长的使用寿命)。
这一观点源于其在两个行业的长期实践。上海毅速激光早期专注于模具业务,随着金属3D打印技术的逐渐成熟,随形冷却水路为金属模具制造开辟了新的方向。2018年,毅速开始探索金属3D打印在模具领域的应用,并选定注塑模具作为切入点,通过设计随形冷却水路并3D打印制造的方式来优化注塑模具。
然而,尽管3D打印模具提高了生产效率,但在耐腐蚀性和耐疲劳性等方面仍存在不足。例如,传统注塑模具的寿命可达50万模次,而3D打印模具的寿命通常仅为10万模次左右。因此,要推动3D打印模具制造的发展,必须致力于新材料的研发。
进入行业一年多后,上海毅速开始着手开发新材料。这一任务并非易事,需要深厚的学术背景和大量的研究试验。幸运的是,上海毅速与上海交通大学建立了良好的合作关系,这为开发模具专用的3D打印材料提供了有力支持。
经过近两年的努力,毅速成功研发出多款专为3D打印设计的金属粉末材料,包括EM201高导热不锈钢粉末、EM191S高抛光不锈钢粉末、EM191高耐磨不锈钢粉末以及EM213热作模具钢粉末等。这些材料在多个维度上提升了传统打印材料的性能,解决了模具行业因缺乏合适材料而难以广泛应用增材制造的难题,加速了金属增材制造技术的推广和应用。其中EM201高导热不锈钢粉末,已经获得了中国和欧洲的发明专利授权。
数据显示,毅速开发的EM201®材料导热系数高达80W/m℃,约为普通模具钢的4倍。同时,该材料在韧性、硬度和抗开裂等整体性能方面也表现出色。当与3D打印随形水路结合使用时,其导热效果甚至可以与铍铜相媲美。
在快速消费品包装、医疗用品耗材、电子产品等领域,对效率的追求始终是核心议题。毅速新材料不仅为各行业提供了提质、降本、增效的新途径,还进一步推动了3D打印在制造领域的广泛应用。