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研究团队对3D打印的冲压模具进行了强度测试

小印
2021-12-31 17:13:28

如今,3D打印的应用越来越广泛,比如3D打印冲压模具,用于汽车零部件的生产。3D打印冲压模具的最大好处就是缩短了模具的生产时间,降低了成本。唯一需要考虑的就是3D打印的冲压模具的磨损情况(对冲压件的表面粗糙度有直接的影响)。为此,奥克兰大学先进制造和材料中心(CAMM)的研究人员最近进行了一项研究,测试了3D打印模具的磨损情况。

研究人员用无涂层的马氏体时效钢、带Ionbond 42涂层的马氏体时效钢和带Ionbond 42涂层的H13工具钢分别打印了冲压模具。然后用2.5毫米厚的AA5754铝合金板材进行了U形弯曲,在无涂层配置下形成了50001个零件,在有涂层的情况下形成了50001个零件。

为了评估模具磨损和样品的表面状况,研究人员用布鲁克光学轮廓仪测量了切线;结果用粗糙度Sa来报告。它以绝对值表示,与表面的算术平均值相比,每个点的高度差异。

对于每套模具,研究人员从每生产1000个样品中评估一个样品(样品1、1001、2001、一直到50001),总共评估了51个样品,在每个样品壁上的三个区域测量Sa参数,并对结果进行平均。

随着测试次数的增加,无涂层马氏体时效钢模具的生产样品表面质量出现逐渐下降的情况。从第一个样品开始,样品壁上就出现了划痕,每收集一个样品,表面就变得更亮。最差的表面状况(最多划痕)出现在50001号样品的左右两边;与第1件样品相比,第50001件样品的表面粗造度增加了100%以上。

使用涂层模具生产的样品的表面质量非常好。虽然有随机的浅划痕,但没有深的划痕,Sa粗糙度也没有明显变化。

接下来,研究人员评估了模具表面的质量。无涂层的模具出现了非常明显的磨损,带有涂层的模具在肉眼观察下,没有出现明显的磨损,通过光学仪器测量,研究人员看到粗糙度略有增加,模具的顶部区域有划痕。

通过测试,可以确定一套模具的使用次数。

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