2017年7月,南极熊拜访了位于上海莘庄工业区的立模激光科技(上海)有限公司,很多人或许对这家公司还不太了解,但是,立模激光却拥有世界上最先进的NC/金属3D打印复合一体机。
立模激光科技(上海)有限公司(Risemold)由日本沙迪克公司,OPM研究所和松井制作所共同投资设立,主要从事金属激光造型复合加工领域内的生产加工金属零件、模具零件,并提供相关的解决方案、教育培训和技术支援等。
△沙迪克NC装置/3D金属打印一体机介绍视频
增材减材二合一,NC/金属3D打印一体机
目前我们在国内最常见的制造设备,一般是独立的CNC机床(减材制造),或者独立的金属3D打印机(增材制造)设备。很少有复合在一起的设备,而南极熊在立模激光所看到的这台沙迪克OPM250L即可以实现3D打印增材制造,也可以实现NC减材制造。在一台设备中完成3D打印和切削的全部过程。一般的金属3D打印出的零部件表面比较粗糙,打印完成之后仍需要进行机加工,以满足客户的使用要求,这就需要使用两台设备。而沙迪克的NC/金属3D打印一体机则可以在一台设备内完成所有操作,并且过程完全自动,无需人工干预。
这台黑科技设备,其金属3D打印部分跟普通的SLM金属3D打印机类似,同样使用高功率(500W)的激光器对金属粉末进行烧结,每次烧结一层。
所不同的是,在3D打印几层之后,就会使用NC的铣刀进行工件切削,将工件边缘和内部加工光滑。沙迪克OPM250L内安装有16把加工刀具,满足各种机加工需求。
在每次烧结和切削之后,都要进行铺粉,然后再进行激光烧结,切削,如此往复。沙迪克OPM250L最大可以完成250mm立方尺寸的加工范围。
普通的SLM金属3D打印机并没有定位系统,而沙迪克OPM250L因为集成了NC系统,所以具有自动测定工具,可以保证X、Y、Z轴的定位精度。
专注高端金属模具,冷却流道也能机加工
经过最近几年的技术普及和技术升级,金属3D打印机目前在模具行业正处于爆发的前夕,部分思维超前的模具厂已经开始使用金属3D打印机来制造高端模具。3D打印技术的自由设计和自由制造优势,突破了传统模具加工的技术缺点,可以根据模具形状设计随形冷却流道。
这一技术的应用大大提高了模具的冷却效率,本来使用传统金属模具注塑一个零件的时间假如是10秒钟,则使用3D打印的随形冷却模具,注塑一个件的时间可能就会降到6秒钟。另外,模具本身的制造速度大大加快,可以让客户提前进入注塑生产阶段。
NC/3D打印一体机还有一个更大的优势,就是冷却水路可切削。对于一般的SLM金属3D打印机,在打印随形冷却流道时,是直接打印到内部,流道表面并不光滑,对于一些细微直径的流道,通冷却水运行时间长之后会堵塞流道。而沙迪克的一体机可以边打印流道边对流道内壁进行机加工,对于比较细的水路仍可以保证内壁光滑,不会影响冷却水的流动。
市场待爆发,立模激光将布局10台NC/金属3D打印一体机
由立模激光科技提供高精度/高品质的金属激光造型复合加工品,可在中国制作与日本同品质的金属激光造型复合加工的模具、零件成为可能。
据立模激光营业部刘部长介绍,经过最近几年在模具市场的推广、试用,模具厂已经认识到3D打印模具所带来的好处。目前立模激光在上海拥有两台NC/金属3D打印一体机,今年将继续从日本引进更多设备,分别放置在长三角和珠三角等模具产业发达的地区,设备数量将达到10台,以满足模具市场日益增长的使用需求。
刘部长向南极熊展示了沙迪克OPM250L直接制造出的剃须刀模具,经过该NC/金属3D打印一体机一次性制造出的模具表面已经非常光滑,由于3D打印出的模具致密度非常高,经过镜面抛光处理后效果更佳。
△沙迪克OPM250L直接制造的剃须刀模具
△经过镜面抛光处理后的剃须刀模具
然而,模具行业毕竟是传统产业,大部分模具厂思维仍然比较保守,对于成本的把控十分严格,因此一些低端模具短期内还无法改变其生产方式。据刘部长预测,他相信未来3-5年金属3D打印在模具领域的应用会非常广泛。沙迪克也将利用自身的技术优势和经验积累,配合沙迪克的注塑设备,打造一套快速制造模具,快速注塑生产的完整解决方案,让用户从提出需求到拿到注塑出的样件,只需15天时间。
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