DED(지향성 에너지 증착) 기술을 금형 수리에 어떻게 적용하나요?

一, DED 기술의 원리는 용융 풀을 정밀하게 제어하는 ​​기술입니다.
DED 기술은 고{0}}에너지 빔(레이저, 전자빔 또는 아크)을 사용하여 금속 분말이나 와이어를 동시에 녹인 다음 층층이 쌓아 3차원 모양을 만듭니다.- 주요 이점은 다음과 같습니다.
정확한 온도 제어: 레이저 출력, 스캔 속도 및 분말 공급량은 모두 동적으로 변경되어 용융 풀의 정확한 크기를 얻을 수 있습니다. 예를 들어 Nanjing Enigma의 CMT Advanced 다중 레이저 동축 복합 시스템에는 별도로 제어할 수 있는 6개의 레이저 모듈이 있습니다. 이 제품은 적색 청색 레이저 복합 기술을 사용하여 구리 및 알루미늄과 같은 고{2}반응성 재료를 기존 방법보다 3배 빠르게 흡수하는 동시에 열 영향 영역을 0.5mm 이내로 유지합니다.
다양한 재료에 대한 적응성: 티타늄 합금, 니켈{1}}기반 고온-합금, 금형강 등 300가지가 넘는 다양한 유형의 금속 증착을 지원합니다. 미국-에 본사를 둔 회사인 Relativity Space는 DED 기술을 사용하여 316L 스테인리스강으로 구성된 로켓 엔진 블레이드를 수리할 수 있었습니다. 열처리시 균열이 발생하는 문제를 코발트-계 합금분말로 덮어서 해결하였습니다. 수리층은 HRC48 경도로 기판보다 고온에서 15% 더 우수했습니다.
그라데이션 소재 제조 : 분말 조성의 비율을 실시간으로 변경하여 기능성 등급 소재(FGM)를 연속 증착하는 것이 가능합니다. Hyde Laser Services는 원자력 산업을 위한 공구강 구리 복합 금형을 생산했습니다. Ampcolo 940 기판, Monel 400 전이층 및 P21 몰딩층이 샌드위치 구조로 되어 있습니다. 이를 통해 냉각 효율성이 40% 향상되고 사이클 시간이 30% 단축됩니다.
2, 금형 수리 및 DED 솔루션의 주요 문제점
1. 열피로 균열 해결
다이캐스팅 금형은 가열과 냉각을 반복할 때 미세균열이 발생할 가능성이 높습니다. 전통적인 아르곤 아크 용접 수리 시 높은 열 입력으로 인해 일반적으로 균열이 확산됩니다. DED 기술은 다음과 같은 새로운 아이디어를 사용하여 정확하게 수리됩니다.
CMT(냉간 금속 전이) 프로세스는 다음과 같습니다. Nanjing Enigma의 CMT Advanced 시스템은 아크 단락 전이 제어 기술을 사용하여 MIG 용접에 들어가는 열량을 2/3로 줄입니다-. 자동차 기어박스 하우징 금형 고정 시 0.3mm의 얇은{4}}벽 구조를 균열 없이 증착하였고, 보수층과 기판을 420MPa의 야금강도로 접착하였습니다.
전자빔 자유 성형(EB{0}}DED): 전자빔은 진공에서 산화 없이 티타늄 합금과 같은 활성 금속을 고정할 수 있습니다. 항공기 엔진 블레이드를 고정할 때 EB{2}}DED 기술을 사용하여 니켈-기반 고온-합금 증착층의 입자 크기를 ASTM 레벨 8로 미세하게 만들었습니다. 이를 통해 고온-내열 강도가 25% 더 강해졌습니다.
2. 복잡한 캐비티 고정
형상적응형 냉각수 채널 금형을 고정하려면 원래의 흐름 채널 구조를 유지해야 합니다. 여러 축을 함께 연결하는 DED 기술의 기능은 몇 가지 고유한 이점을 보여줍니다.
5-축 연결 증착: Optomec LENS 750 시스템에는 금형 캐비티의 사각지대를 360도 고정할 수 있는 틸팅 회전 작업대가 있습니다. 가전제품의 쉘 몰드를 수정하는 프로젝트에서는 토폴로지 최적화 경로 계획을 사용하여 직경 2mm의 나선형 냉각 채널을 효과적으로 수정했습니다. 수리 후 금형 수명이 40% 연장됐고, 제품 적격성 평가율은 98.5%까지 올라갔다.
현장 수리 기술: DMG Mori의 LASERTEC 65 3D 하이브리드 공작 기계는 DED 적층 기능과 밀링 절삭 기능을 결합합니다. 즉, 금형을 분해하지 않고도 수리가 가능하다는 뜻입니다. 자동차 도어 핸들용 금형을 고정할 때 0.1mm의 정밀한 표면 수리가 일반적인 와이어 절단 방법을 사용하는 것보다 6배 빠릅니다.
3. 규모 회복 및 성능 향상
대형 금형의 마모를 수정하려면 치수 정확도와 기계적 품질 간의 균형을 찾아야 합니다. DED 기술의 층상 침전 접근 방식은 최첨단 솔루션을 제공합니다.-
0.25-0.5mm 층 두께의 층 적층 및 실시간-폐루프 제어를 사용하여 Near Net Forming 제조에서는 ± 0.05mm 이내의 치수 정밀도를 유지할 수 있습니다. 1만톤 유압프레스 기둥을 고정할 때 DED 기술을 이용해 직경 1.2m의 원통형 표면을 복원했다. 보수층의 경도 균일성(HV) 변동은 5% 미만으로 일반적인 용접 공정보다 3배 더 컸습니다.
H13 금형강 분말에 0.5% 나노 TiC 입자를 첨가하고 DED의 빠른 응고 특성을 이용하여 미세하고 퍼지는- 탄화물 분포를 만드는 것을 '나노 입자 강화'라고 합니다. 복원된 금형은 이제 열 마모에 대한 저항력이 두 배 더 강해졌으며 100,000회 이상의 사출 주기를 처리할 수 있습니다.
3, 산업이 어떻게 작동하고 경제에 어떻게 도움이 될 수 있는지에 대한 예
1. 항공우주 분야
비행기 엔진을 만드는 회사에서는 DED 기술을 사용하여 터빈 블레이드의 장부 부분을 고정합니다. 새 부품 교체 비용은 80만 위안에서 12만 위안으로 줄었고, 수리 시간도 45일에서 7일로 단축됐다. 복원된 블레이드는 1000도의 고온에서 5000번의 테스트를 거쳤으나 균열이 퍼지지 않았습니다.
2. Tesla의 상하이 시설에서는 DED 기술을 사용하여 자동차 생산 산업의 거대한 다이캐스팅 금형을 수리합니다-. 알루미늄 실리콘 합금을 증착하여 치수 정밀도를 복원합니다. 한 번의 수리로 금형 교체 비용 200만 위안을 절약하고 생산 중단 시간을 90%까지 줄입니다. 고정금형으로 Model Y 후면커버 10만장을 멈추지 않고 제작했으며, 제품의 치수안정성(CPK값)도 1.67 이상을 유지했다.
3. 에너지기기 분야
중국 국가 원자력 공사(China National Nuclear Corporation)는 DED 기술을 사용하여 원자력 발전소 증기 터빈의 열 전달 튜브를 고정합니다. 316L 스테인레스 스틸을 튜브 벽에 다시 추가하면 두께가 복원됩니다. 수리층은 기판보다 부식에 대한 저항력이 20% 더 높습니다(ASTM G28 테스트). . 15 유닛 한 대를 유지하는 데 매년 백만 위안이 절약됩니다.