Production Tools Made by Additive Manufacturing Through Laser-based Powder Bed Fusion
| Autor: | Nader Asnafi, Anton Alveflo, David Aspenberg, Jukka Rajalampi |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2020 |
| Předmět: |
Optimization
0209 industrial biotechnology Materials science business.product_category Design Additive Manufacturing 3D printing Mechanical engineering Core (manufacturing) 02 engineering and technology Molding (process) medicine.disease_cause Topology Maskinteknik Powder Bed Fusion Tools 020901 industrial engineering & automation 0203 mechanical engineering Mold medicine Injection Molding business.industry Metal Mechanical Engineering Topology optimization Stamping General Medicine General Chemistry 020303 mechanical engineering & transports visual_art visual_art.visual_art_medium Die (manufacturing) business Sheet metal Cooling |
| Popis: | This paper deals with the design and production of stamping tools and dies for sheet metal components and injection molds for plastic components. Laser-based Powder Bed Fusion (LPBF) is the additive manufacturing method used in this investigation. Solid and topology optimized stamping tools and dies 3D-printed in DIN 1.2709 (maraging steel) by LPBF are approved/certified for stamping of up to 2‑mm thick hot-dip galvanized DP600 (dual-phase steel sheet). The punch in a working station in a progressive die used for stamping of 1‑mm thick hot-dip galvanized DP600 is 3D-printed in DIN 1.2709, both with a honeycomb inner structure and after topology optimization, with successful results. 3D printing results in a significant lead time reduction and improved tool material efficiency. The cost of 3D-printed stamping tools and dies is higher than the cost of those made conventionally. The core (inserts) of an injection mold is 3D-printed in DIN 1.2709, conformal cooling optimized and 3D-printed in Uddeholm AM Corrax, and compared with the same core made conventionally. The cooling and cycle time can be improved, if the injection molding core (inserts) is optimized and 3D-printed in Uddeholm AM Corrax. This paper accounts for the results obtained in the above-mentioned investigations. Dieser Beitrag befasst sich mit dem Deisgn und der Herstellung von Stanzwerkzeugen und Matrizen für Blechkomponenten und Spritzgussformen für Kunststoffkomponenten. Das lasergestützte Pulverbettschmelzen (LPBF) ist das in dieser Untersuchung verwendete additive Fertigungsverfahren. Festkörper und topologieoptimierte Stanzwerkzeuge und Matrizen, die von LPBF aus DIN 1.2709 (martensitaushärtender Stahl) 3D-gedruckt werden, sind für das Stanzen von bis zu 2 mm dickem, feuerverzinktem DP600 (Dualphasen-Stahlblech) zugelassen/zertifiziert. Der Stempel in einer Arbeitsstation in einem Werkzeug zum Stanzen von 1 mm dickem, feuerverzinktem DP600 wird aus DIN 1.2709 3D-gedruckt, sowohl mit einer wabenförmigen Innenstruktur als auch nach einer Topologieoptimierung, mit erfolgreichen Ergebnissen. Der 3D-Druck führt zu einer deutlichen Reduzierung der Vorlaufzeit und einer verbesserten Materialeffizienz des Werkzeugs. Die Kosten für 3D-gedruckte Stanzwerkzeuge und Matrizen sind höher als die Kosten für konventionell hergestellte Werkzeuge. Der Kern (Einsätze) einer Spritzgussform wird aus DIN 1.2709 3D-gedruckt, die konforme Kühlung optimiert und asu Uddeholm AM Corrax 3D-gedruckt und mit dem gleichen, konventionell hergestellten Kern verglichen. Die Kühl- und Zykluszeit kann verbessert werden, wenn der Spritzgießkern (Einlegeteile) aus Uddeholm AM Corrax optimiert und 3D-gedruckt wird. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse der oben genannten Untersuchungen dargestellt. The complete paper is written in English. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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