Yisu 3Dプリントの適合性通気性鋼と金型アプリケーションの詳細な分析

2024年3月27日、上海ESUレーザー副社長の王立軍氏は、「3Dプリント適合通気性鋼」をテーマにオンラインライブ放送を実施しました。王立軍氏はESU ESUの創設パートナーであり、精密製造業界で20年以上の経験を持ち、積層造形業界で10年以上の技術と管理経験を持っています。彼は上海金型技術協会の事務局長を務め、現在は協会の副会長を務めています。

王立軍氏はまず、通気性のある鋼板を使用する理由を紹介しました。射出成形金型の分野では、金型の通気性が良くないと、溶融プラスチックを高速でキャビティに注入するときに、キャビティ内の空気とプラスチックの分解によって発生した空気が時間内に排出されず、空気が閉じ込められやすく、材料不足/燃焼などの欠陥につながります。さらに、製品の形状がますます複雑になるにつれて、空気が閉じ込められるすべての領域に排気用のスロットを設けることが難しくなり、排気を強化するために通気性のある鋼が必要になります。特定の工具や金属部品には、換気、圧力維持、フィルタリングなどの関連機能が必要です。通気性鋼の特殊構造により、これらの機能を実現できます。

従来の透過性鋼は、透過性工具鋼または微細孔工具鋼とも呼ばれ、独特の微細孔構造を持つ特殊なタイプの工具鋼です。この鋼の特徴は、高圧下でも気体や液体が微細孔構造を通過できることです。
現在、市場に流通している従来の通気性鋼は、基本的に粉末冶金法で生産されています。複雑なプロセスのため、欧米のメーカーが独占していますが、それでも性能面ではまだいくつかの欠点があり、特に場所が限られているという問題があります。

上記の問題を解決するために、Yisu は、固体部分と通気性部分が 1 つに組み合わされた、均一な穴を持つ 3D プリントされた適合性通気性鋼を開発しました。

Yisu 3D プリント通気性鋼には次の特性があります。

① 通気性があり、さまざまな形状に適応し、幅広い用途に使用できます。印刷領域と印刷形状に制限はなく、通気性鋼領域は接着位置に応じて任意の形状にすることができます。写真の型の上の青い部分は通気性のある鋼材で、下の明るい色の部分は固体の型の芯材です。赤いパイプは通気性のあるパイプで、緑のパイプはコンフォーマル水路です。これらは従来の射出成形金型では実現不可能であり、3D 印刷技術によってのみ製造できます。

② 気孔径が安定しており、通気性が均一です。約 80% の孔サイズが指定範囲内にあり、換気効果が非常に均一であることが達成できます。

③印刷成形は集積度が高い。従来の通気性鋼を使用する場合、インサートの除去が必要になることが多く、ワークピースの強度が低下する可能性があり、パーティングラインを受け入れない一部の領域は除去できません。 3Dプリントを使用することで、通気性のある鋼と固体部分がシームレスに接続され、コンフォーマルな水路と組み合わせて1回の印刷で部品を形成することもできます。印刷後は一体型になり、インサートは必要ありません。

Yisu 3Dプリントは、3Dプリントされ一体成形された適合通気性鋼を製造しています。位置や形状に制限がなく、部品の分解も必要ありません。通気性が必要な場所は形状に応じて通気性を持たせることができ、通気性が不要な場所は最大99.99%の密度にすることができます。効率的な換気を実現するだけでなく、全体的な強度を確保し、耐用年数を大幅に向上させ、生産コストを削減します。

印刷サンプルの通気性デモンストレーションでは、通気性の効果が非常に優れていることがわかります。

Yisuは通気性のある金型を印刷する過程で、独自に開発した特許材料ESU-EM191Sを使用しました。この材料の通気性鋼は、金型の高強度、高硬度、耐腐食性などの要件を満たすことができ、多くの大手企業の指定材料となっています。

耐食性実験テストにおいて、ESU-EM191Sは良好なテスト結果を達成しました。

王立軍氏は、Yisu社の3Dプリント通気性鋼は多くの分野で使用できると述べた。

①従来の通気性鋼の代替：射出成形金型、ダイカスト金型、紙プラスチック金型、発泡金型、泥金型など、また軍事産業や装備などさまざまな分野。

②通気性鋼業界の新たな応用：石油・石油化学、環境保護・水処理、食品・医薬品、電子・電化製品、航空宇宙、造船などの産業で、幅広い応用見通しがあります。科学技術の継続的な進歩と技術の継続的な改善により、通気性鋼の応用分野はさらに拡大し、現代の工業生産にさらに高品質の材料とソリューションを提供します。

掃除ロボットのスクロール用の射出成形インサートを含む、いくつかの応用事例が挙げられました。スクロールに使用されているTPU素材は粘弾性があり、射出成形時に素材が金型に付着して製品が固着し、脱型が困難になります。 Yisu のモールドコア全体には通気性と適合性の水路が備わっており、均一な冷却を保証するだけでなく、製品を型から取り出すときに通気性のある領域に空気が均等に吹き付けられるため、製品はモールドコア内に吊り下げられ、マニピュレーターはワークピースを指定された位置に簡単に固定できます。

次の事例は、自動車のロゴの射出成形金型です。新エネルギー車では発光ロゴがよく使用され、2色金型が使用されるため、射出成形プロセス中にエアーが閉じ込められやすくなります。 Yisu の 3D プリントされた適合性通気性鋼と適合性水路を組み合わせることで、金型コア処理中の空気閉じ込めの問題を解決し、成形サイクルを短縮するという 2 つの効果が得られます。

携帯電話のシェルの射出成形金型も、空気の閉じ込めの問題を解決し、製品の歩留まりを向上させる必要があります。製品の体積が大きいため、生産効率を向上させる必要があります。 Yisu 3Dプリントの順応性通気性鋼と順応性水路を一緒に設計することで、空気の閉じ込め問題を解決し、製品の外観を確保します。同時に、製品に近い順応性水路により、冷却効率が大幅に向上し、成形サイクルが効果的に短縮され、生産効率が向上します。

王立軍氏は、上記の射出成形用途のほか、3Dプリントの順応性通気性鋼技術を革新的に取り入れた、Yisuが開発した通気性針も紹介した。従来のエジェクタピンやインレイピンの機能に加え、特定の場所での空気の閉じ込めの問題も解決し、非常に低コストで製品の品質と生産効率を効果的に向上させることができる。 40 年の経験を持つ金型の専門家は、この製品を見て、金型の重要な問題を解決できると述べました。

フィルタージョイントを直接印刷することもできます。不純物のろ過が必要なアプリケーションシナリオでは、3Dプリントされた適合通気性鋼を使用します。安定した気孔、均一な通気性、高い強度と硬度を備えています。印刷材料ESU-EM191Sは靭性と耐腐食性が高く、特定のニーズに合わせてフィルターを効果的に交換できます。

靴の型の分野では、発泡材料で作られた製品の成形時に空気が閉じ込められます。形状が複雑で、従来の通気性鋼の位置や形状が制限されていました。 3Dプリントされた適合性通気性鋼を使用することで、形状や位置に関係なく、どの領域でも空気が閉じ込められる問題を解決でき、靴底成形における空気が閉じ込められる問題を効果的に解決できます。

3Dプリント通気性鋼の応用事例は数多くありますが、一つ一つ紹介することはできません。最後に、Yisuの会社の業務を紹介します。ご興味のある方は、ライブ再生ビデオを視聴できます。

△スキャンしてライブ放送のリプレイを見る

Yisu 3Dプリントの適合性通気性鋼と金型アプリケーションの詳細な分析

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