ช่องระบายความร้อนแบบคอนฟอร์มอลในแม่พิมพ์: ความท้าทายและข้อได้เปรียบของเทคโนโลยี SLM

เมื่อพูดถึงการผลิตแม่พิมพ์ ช่องระบายความร้อนแบบ "คอนฟอร์มอล" มีความสำคัญอย่างยิ่งในการเพิ่มประสิทธิภาพและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ – โดยสามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำตามรูปร่างของแม่พิมพ์ ลดการบิดงอของชิ้นส่วนพลาสติก อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการผลิตแบบดั้งเดิมมีข้อจำกัดในการสร้างช่องระบายความร้อนที่ซับซ้อนให้เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งเป็นความท้าทายที่  เครื่องพิมพ์ 3D เลเซอร์ SLM สามารถเอาชนะได้สำเร็จ

หลักการทำงานและข้อดีของเทคโนโลยี SLM สำหรับการผลิตแม่พิมพ์

หัวใจของเทคโนโลยี SLM (Selective Laser Melting) คือการใช้เลเซอร์หลอมและทำให้ผงโลหะแข็งตัวเป็นชั้นๆ เพื่อสร้างชิ้นส่วนสามมิติขึ้นมาอย่างต่อเนื่องเหมือนกับการต่อ "บล็อกตัวต่อ" ในกระบวนการผลิตแม่พิมพ์ที่มีช่องระบายความร้อนแบบคอนฟอร์มอล ข้อดีของเทคโนโลยีนี้เด่นชัด: ไม่จำเป็นต้องแบ่งชิ้นส่วนแม่พิมพ์ออกเป็นส่วนๆ สามารถพิมพ์โครงสร้างที่มีช่องระบายความร้อนซับซ้อนภายในได้โดยตรง และมีความหนาแน่นเกิน 99.5% พร้อมคุณสมบัติทางกลที่ดีกว่ากระบวนการแบบดั้งเดิม

กระบวนการสามขั้นตอนสำหรับการพิมพ์ชิ้นส่วนช่องระบายความร้อนด้วย SLM

อย่างไรก็ตาม การพิมพ์ชิ้นส่วนช่องระบายความร้อนที่มีคุณภาพด้วย SLM ต้องใช้ สามขั้นตอน : ก่อน ได้แก่ การเตรียมก่อนการขึ้นรูป ซึ่งรวมถึงการออกแบบโมเดล 3 มิติ การเพิ่มโครงสร้างรองรับ (เพื่อป้องกันการบิดเบี้ยวระหว่างการพิมพ์) และการกำหนดพารามิเตอร์กระบวนการ (เช่น พลังงานเลเซอร์และความเร็วในการสแกน) วินาที การขึ้นรูปด้วย SLM โดยเครื่องจักรจะทำการหลอมผงโลหะ (โดยทั่วไปคือผงเหล็กแม่พิมพ์ S136) ตามเส้นทางที่กำหนดไว้ภายใต้การป้องกันด้วยก๊าซเฉื่อย เป็นชั้นๆ สุดท้าย , ขั้นตอนการตกแต่งผลิตภัณฑ์ต่อจากนั้น ซึ่งรวมถึงการทำความสะอาดผงที่เหลือตกค้าง การพ่นทรายเพื่อปรับปรุงพื้นผิว และการอบความร้อนหากจำเป็น เพื่อกำจัดความเครียดภายใน

นอกจากนี้ยังมีปัจจัยพิจารณาเกี่ยวกับวิธีการพิมพ์: การพิมพ์แบบเต็มรูปแบบเหมาะสำหรับชิ้นสอดที่มีฐานบาง ให้ความร้อนอย่างสม่ำเสมอกันทั้งชิ้น และมีความเสี่ยงต่อการแตกร้าวน้อย แต่มีต้นทุนวัสดุสูงกว่า ส่วนการพิมพ์แบบต่อเติม (graft printing) จะสร้างลักษณะสำคัญบนชิ้นงานเบสที่ผลิตล่วงหน้า ซึ่งมีต้นทุนต่ำกว่า แต่ต้องมีการจับคู่วัสดุระหว่างฐานและวัสดุที่พิมพ์ให้เข้ากันได้ เพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวที่บริเวณรอยต่อ ในทางปฏิบัติ วิศวกรจะเลือกวิธีตามขนาดของชิ้นสอดและความต้องการด้านต้นทุน — ตัวอย่างเช่น ชิ้นสอดแม่พิมพ์สำหรับชิ้นส่วนเตาอบสามารถสร้างช่องระบายความเย็นได้อย่างแม่นยำโดยใช้วิธีพิมพ์แบบเต็ม และเมื่อทำการขึ้นรูปทดสอบแล้ว ความแม่นยำของขนาดชิ้นส่วนพลาสติกก็เป็นไปตามมาตรฐานอย่างครบถ้วน

SLM 3D Laser Printers: คุณค่าในปัจจุบันและศักยภาพในอนาคตสำหรับอุตสาหกรรมการผลิต

วันนี้ เครื่องพิมพ์ 3D เลเซอร์ SLM ได้กลายเป็น "ตัวเปลี่ยนเกม" ในการผลิตแม่พิมพ์ซับซ้อน: พวกมันทำลายข้อจำกัดด้านโครงสร้างของการประมวลผลแบบดั้งเดิม ทำให้การออกแบบช่องระบายความร้อนแบบคอนฟอร์มอล (conformal cooling channel) จากแบบแปลนกลายเป็นส่วนประกอบที่ใช้งานได้จริง; ลดระยะเวลาการพัฒนาแม่พิมพ์ ลดต้นทุนการผลิตขององค์กร และช่วยยกระดับคุณภาพชิ้นส่วนพลาสติกไปสู่ระดับใหม่ ขณะที่กระบวนการยังคงปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง เครื่องพิมพ์เลเซอร์ 3 มิติแบบ SLM จะยิ่งปลดปล่อยศักยภาพและสร้างคุณค่าเพิ่มเติมในอุตสาหกรรมการผลิตแม่พิมพ์ รวมถึงภาคการผลิตขั้นสูงอื่นๆ มากยิ่งขึ้น จนกลายเป็นแรงผลักดันสำคัญในการยกระดับอุตสาหกรรม!