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3DP喷墨金属3D打印在鞋模生产制程的应用,东莞原力无限与武汉易制科技合作

3D打印快讯
2019
08/26
17:11
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导读:高速低成本的金属3D打印技术,将会如何影响传统制造业?鞋业、模具、铸造产业将可能发生变革。

“我?#26538;?#21378;是在珠三角做铸造,听说到这个高速低成本的金属3D打印技术,我们深深感受到危机——铸造产业链的环保问题、年轻人不愿意干这一行的问题,好像都突然被解决了。要是这技术真发展起来,我们岂不是毫无招架之力?”某铸造厂厂长感叹。

2019年8月25日,武汉易制科技隆重发布了粘合剂微滴喷射金属3D打印机、宣布彩色3DP 3D打印技术开源。南极熊3D打印网作为战略合作媒体见证了这个对于国内甚至国际来说,都具有重要意义的发布会。


发布会上,这款微滴喷射金属3D打印机合作方东莞原力无限打印科技有限公司总经理周隧新,对本产品应用于鞋模生产制程中的经验分享,道出了大量产业化应用的问题和思路,非常具有价值。值得所有3D打印人士参考。


△东莞原力无线打印这个名字,南极熊也是第一次听说,可见他们一直都比较低调。他们致力于把3D打印技术在制造领域、特别是体育产业的应用和推广。包含3DP、SLA、DLP等技术的应用。


△2016年初,原力无线董事长龙树初3D金属打印鞋模,然后和易制科技经过长达6个月的评估,项?#31354;?#24335;启动。2017年中,龙树初便提出要按照鞋产线的要求,全套打印,逐步代替铸造模。


在鞋模行业,有着自己的特点:
  • ?#20998;?#22810;、数?#21487;伲?#19968;款鞋子,不同鞋码、左?#21307;牛?#23601;使得鞋模的需求量比较大。
  • 鞋底尺寸大(450*350*80mm),个体重(单个模具30kg)。
  • 交货周期要求端(7-15天),效率要求高,成本要求低。
  • 对花纹、品牌LOGO、套色等要求高。







△经过比较,在金属3D打印技术工艺中,对于鞋模行业来说,3DP金属打印有着明显的优势。


△3DP金属打印技术,与传统工艺在鞋模生产制程相比,通用铁模的话,只需要120小时完成,传统工艺则需要240小时左右,缩短一半。金钱成本差不多。
△全球范围内,在做微滴喷射技术的企业,有GE、HP、Exone、Destop Metal、Digital Metal、3DEO等。虽然国外厂商有不少已经走在前面,并且已经产品商业化。综合起来,还是和国内的易制科技合作最为合适。


△3DP金属打印中,有两种主材料:墨水和金属粉末。
其中
  • 金属粉末?#27627;?#24452;5~50μm,类球形或树枝行,适度重复配合使用,价格低廉。目前主要是铁基和不锈钢粉末,铝合金粉末正在开发中。
  • 喷墨墨水:是3DP金属打印的核心技术之一,把金属粉末粘结成型的材料组分。按?#23637;?#21270;机理可以分为光固化墨水和热固化墨水;按照主体粘结剂种类可以分为聚合物粘结剂和金属熔融粘结剂。


△作为核心技术之一,3DP金属打印墨水有几个重要特征:
①具有通用喷墨墨水的性能,顺利实现高分辨率快速喷印;
②具有层间粘合性能,可以实现一定强度的生胚成型;
③匹配脱脂?#25112;?#24037;艺,可升华蒸发掉,剩下最终金属零部件。
原力无限根据不同的场景需求,开发不同的墨水。


△包括聚合物粘结剂和纳米金属熔融粘结剂。其中纳米金属熔融粘结剂在?#25112;?#21518;,剩下金属颗粒成分,结合到打印件中,使得?#25112;?#20214;收缩率可以变小,减少变形。

△在3DP金属3D打印成型过程中,鞋模3D文件的摆放角度和位置,也非常重要。倾?#24065;?#23450;的角度可以平衡各面的效果。


△在3DP金属3D打印成型过程中,不同的墨?#31354;?#32467;剂和金属粉末的粒径、打印设置的分辨率、成型后的生胚强度和致密度都有重要的影响,并?#39029;?#29616;出强相关性。


△在3DP金属3D打印成型过程中,铺粉速度和转速,对致密度有影响。

△在3DP金属3D打印成型过程中,粘结剂单层的固化度,影响生胚的强度和致密度。

△在3DP金属3D打印成型过程中,由于墨水可能会发生固化,加上扬尘,从而发生堵头,造成打印失败。所以喷头自动清洁很重要。

虽然说已经投入了大量的人物物力财力去研发,但目前3DP金属3D打印技术应用于鞋模行业,还存在不少挑战。


△精?#38468;?#26500;打印要求高,例如品牌LOGO、直角等形状,不够精确。


△多色模具。具有悬臂结构或者三层以上高精度合模,对打印成型和?#25112;?#36807;程,都带来严重挑战。


△后处理设备,需要适合鞋模的特点。各大品牌的?#25112;?#28809;,难?#26376;?#36275;鞋模需求,需要自行设计?#25237;?#21046;,工?#25214;?#24471;自?#22909;?#32034;。南极熊认为,这部分的研发成本将会非常高。


△目前3DP金属3D打印的表面精度和光洁度,还是不够。


截止2019年8月,原力无限已经和易制科技合作了3年,已经积累了大量的技术和经验。未来此?#20998;?#24471;继续努力下去。

?#30333;?#20307;上,对鞋厂,3DP金属打印鞋模目前至少有两点意义:一是加快开模速度,大幅缩短样品、产品的交期;二是符合品牌环保要求。”周隧新总经理向南极熊表示。
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