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OPM的3D金属打印模具,可用于7天打印 + 2天組立注射,原型閥件为POM,采用传统工法需要15天
OPM的3D金属打印模具,可用于7天打印 + 2天組立注射,原型閥件为POM,采用传统工法需要15天
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这几天(10月24-28日),日本IPF 2017 展会已在如火如荼地进行。作为全球重要的塑料橡胶行业专业展会,今届IPF 有哪些精彩不可错过?

恰逢台湾电脑辅助成型技术交流协会材料科学技术委员会主任委员邱耀弘博士今次正在带团参观
IPF,我们来看看他如何解读IPF 2017的亮点。

OPM研究所

3D
打印与CNC复合加工都必须慢工出细活,必须给予足够的时间以及合理层数精修。OPM研究所研发的3D金属打印模仁,则可省去放电电极加工时间!此外,还有以下特点:

  • 可以制造随形水路、各种难加工特征(如钻石突起纹路)
  • 3D打印后的模具表面仍旧需要抛光、省模,才能达到镜面;
  • 注意到底座材料与3D打印底层的结合度,通常做不好容易漏水。

那么OPM研究所是如何选择材料?他们又有哪些加工技巧?

铁基材料仍是OPM最常采用作为模具的材料,包含:

  • 马氏体不锈钢 (420J2, 440C) 加工后表面硬度HRC 37、热处理后HRC 52
  • SUS 630 (17-4PH) 马氏体沉淀硬化不锈钢,加工后表面硬度HRC27~33H900(485℃沉淀硬化)HRC 42~44
  • SUS 304, 316 , 304L/316L 通常做为制品。 

由于3D打印烧结后材料硬度上升,CNC精修必须注意:

  • 精修起跳由第五层开始 (0.2mmX5 = 1mm) ,最多不超过5层,最少可以3层,以避免高速的CNC铣刀切削量过大;
  • 精修刀的切削料建议小于0.1mm,以延长刀具寿命;
  • 为了防止刀具跳动,OPM250精修过程会吸除轮廓旁的粉末,精修后再补粉做为支撑;
  • 过程的烟尘都被保护气氛的气流快速带走,防止污染粉末;
  • 使用过的残余粉末必须经过筛分,不可直接重复使用。 

OPM研究所还有哪些本事与特技? 

Inconnel 718 因高镍合金:镍基耐热无雌性合金,通常用于钻油塔、汽车发动机(引擎) 、飞机、军事武器上的耐热疲劳零件,由于该材料的加工硬化特性,采用3D打印就可以精准地完成成形而不需要二次加工,这个零件是OPM社长的得意作品。 

另外,钴铬(CoCr)合金、钛合金(Ti, Ti-6Al-4V) 、铝合金(Al-3Si-10Mg)这些都是金属3D打印的专用材质,当然也能被OPM所采用。另外,OPM研究所的金属3D打印后仍旧需要支撑和后加工!

岛津制作所

多功能桌上拉伸
/
压缩试验机

岛津制作所的小型桌上试验机,至少可执行八种功能:

  • 1吨的拉伸/压缩力量;
  • 更换夹具和治具进行多功能测试;
  • 适合材料以线材与条状物(金属直径小于2mm 、塑料和陶瓷直径小于5mm)
  • 拉伸/压缩状态的延伸测试,包含抗弯曲、抗弯折以及反复疲劳测试;
  • 电脑数据纪录可以精确地计算出变形量、破坏点与屈服强度等数据;
  • 食物、医疗品、塑料线与棒材、电子线路板、各种膜料等。 

注意:产品单价约USD 16K,基本夹具,仅能拉伸;其他夹治具都必须另外采购;岛津在大中华区接受度高,许多实验室承认!

高速小型真空溅射机

这款型号为 UHSP T2040H的高速小型真空溅射机,可处理PVD (金属薄膜物理气象沉积)+ CVD (氧化物化学气相沉积),并能够在60秒内加工完成。

它适用于加工透明高亮度的塑料如PC/PMMA,用于生产车灯与反射镜。它还可搭配于注射成形生产线,全程环保,没有污染物(传统电镀步骤很多,水污染严重),洁净室内可完成表面镀膜。

非破坏检验

该产品为X射线断层扫描机(CT Scanner),可穿透产品任意位置,密度越高功率要越大,

也可输出档案建立产品扫描3D实体模型(软件另购)。放射线安全无害,时间快速(20分钟2000张照片)。

东芝(TOSHIBA)

低压物理发泡技术

低压物理发泡,即CFRTP (Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastic)。该产品内应力较低、能耗低, 采用V-line方式。原理与Mucell℃单一螺杆不同。氮气压力恒定不是徒增,减少不良品模具上的闭锁机构利用曲柄轴间隙偏移可调整,使发泡更完整。产品的肉厚由1.8mm膨胀到3.6mm ,但灌注点位置仍维持1.8mm实体密度。

车灯生产连续线

车灯真空溅射镀膜连续生产,类似光碟片(光盘)产线。该生产线以PC/PMMA的高光度注射作为底,结合东芝的子公司芝浦(Shibahura是日本最大溅射设备厂),实现连续一贯化制造,产品环保且良率高。其工艺程序为:

  • 产品冷却(无尘罩内)
  • 喷涂底涂(无尘控制) ,使金属膜容易附着在塑料上
  • PVD真空溅射镀膜(金属反射层)
  • CVD真空溅射镀膜(表面保护金属反射层)
  • 完成

IoT资料处理

不光东芝,各设备厂也都提出方案结IoT。隐私权将是物联网的重大商机。另外,条码与标签和胶水,也是重大商机。要粘的住又要清的干净,又是3M的天下。

发那科(FANUC)

发那科机械手设备产业的著名厂牌,因为投入注射机的辅机到变成自己做注射机。对于设备的辅助来说,减少用人是非常重要的,因此发那科代表亚洲顶尖工业机械人,与KUKA齐名。照片是非常细小的LCP端子注射,机械手用来取出产品和抓取送去影像辨识。

佳能(CANNO)

佳能这款CE – Tower,结构简单无螺杆,系传统直压缸式低压注射机。它是IPF展会现场价格成本较低的经济机种,甚至模具都可以用铝来做,也是一款小型CNC加工机。

泡沫切割机——柔软材料必须快刀反复锯切

我们讨论后发现,至少有5~6家泡沫切割机,推测应该是提供给精密刀具、设备零件以及产品的保护和缓冲包材,高速往复锯切、锋利的刀片是关键,切割过程有冷吹和切屑的吸附,可以切割柔软的材料1~100mm ,可以做出很有趣的商品。

彩色3D打印——DLP(UV)+彩色表面打印

预计于2017/11发行最新的数字光处理(DLP, Digital Light Processing)3D打印技术,采光固化法(Stereo Lithography)加上油墨喷涂,可以直接打印出彩色人偶或动物模型。价格高达1780万日币,打印速度可以每小时20mm厚度,累积厚的速度蛮快的。

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