将模具3D打印集成到线切割与机加工的自动化制造过程中

优胜设计史勇老师

随形冷却的原理是在一个统一连续的方式下快速地降低塑件的温度。注塑件不能在冷却过程中从模具中取出，直到冷却充分，然后注塑件从模具中分离出来。任何热点都会延迟注塑件的注塑周期，可能会导致拆卸后注塑件的翘曲和下沉痕迹，并可能损害组件表面的质量。

将模具3D打印集成到线切割与机加工的自动化制造过程中
粉末床金属熔融3D打印技术可以使得随形冷却模具的设计和制造摆脱了交叉钻孔的限制，可以设计内部通道更靠近模具的冷却表面，并具有平滑的角落，更快的流量，增加热量转移到冷却液的效率。可以说粉末床金属熔融3D打印技术开启了随形冷却模具提升效率之路。

然而，一种技术如果在一种产品的应用方面具备明显的优势，要达到广泛的产业化应用，这种技术还需要具备一定程度的可复制性。如果这种技术大部分是基于经验的工艺过程，那么其可扩展性将受到极大的限制。在这方面，传统加工行业的GF阿奇夏米尔与金属3D打印领域的EOS正在积极探索通过自动化和软件控制实现模具制造的无缝衔接。

将模具3D打印集成到线切割与机加工的自动化制造过程中
推动从1到n的产业化过程

推进模具3D打印集成到自动化制造过程中，世界领先的工模具及精密零件加工领域的系统供应商-GF阿奇夏米尔与金属3D打印专家EOS自2015年7月份就已经同意把重点放在模具行业。他们针对模具行业开发独家解决方案，通过增材制造冷却接近表面的模具解决方案，从而使模具冷却时间更短，获得注塑产品更快的生产周期。如今，不仅仅是设备之间的结合，双方的合作走向更加密切的面向产业化的全套解决方案。将工序与工序之间的衔接变得更加无缝，且精准。

将模具3D打印集成到线切割与机加工的自动化制造过程中
目前，GF阿奇夏米尔与EOS所提供的全套解决方案可充分满足如下几点：

-无需进行手动重新调整，构建板的强制定向平行（重涂级）

-无需手动调整，完成混合模具镶块的“预成型件”的夹紧和对齐

-在构建板上生成的组件相对于参考系统的几何定位

-电火花线切割系统上构建板的简单夹紧和对齐

-通过铣削或磨削来翻新构建板

为了将增材制造无缝整合到工业生产过程中，GF阿奇夏米尔加工解决方案工作小组正在解决多个维度方面的差距。粉末床增材制造、5轴高速铣削减材制造、EDM电火花加工，这些环节通过自动化来完成。完整的工艺链解决方案包括：无缝的、自动化的接口，将增材制造设备集成到模具的生产过程中，包括必要的软件和自动化机床、测量装置等下游环节的无缝衔接。

AM S 290 Tooling增材制造设备中集成的System 3R MacroMagnum 卡盘，为增材制造技术与传统模具制造技术架起了一座结合的桥梁，配合参考点许可校准软件，3R卡盘可以实现工件在多种不同工艺之间的快速而精准的装夹和定位，显著提高增材制造工艺在整个生产过程中的上下游整合能力。

将模具3D打印集成到线切割与机加工的自动化制造过程中
然而，这种平行过程对于现有的车间管理系统来说，在追踪零部件的状态和特性方面是一个挑战。GF阿奇夏米尔致力于通过其内部的System 3R WorkShopManager软件来解决这一挑战。

如何确保AM S 290 Tooling增材制造设备精准的在常规制造的模具基底上进行3D打印是个至关重要的问题，此时3R卡盘发挥了重要作用。在进行打印前首先将预制件安装在工装板上，并在工装板背面安装3R卡盘，然后通过CMM测出预制件的精确位置，接下来将预制件安装在AM 290的工作台夹头上，经过设备的补正软件进行补正后，即可在预制件上精确的进行3D打印。

完成3D打印并不是模具镶件制造的最后一个步骤，接下来还需要通过传统制造技术进行模具的后处理，而GF阿奇夏米尔与EOS联合的一个明显优势正是将模具3D打印技术集成到完整的模具制造流程中。用户可以通过GF阿奇夏米尔的线切割放电加工设备、热处理工艺、铣削加工设备、激光表面纹理加工设备使3D打印模具获得更加优异的性能，最终得到高品质的注塑产品。