金属3D打印随形冷却模具应用交流会问答记录

　　本篇是10月21号阿玛模塑和凯奔三维联合举办的"金属3D打印模具应用线上研讨会"上问答环节的记录，提问和回答都非常专业。相信这些问题也是很多对3D打印模具感兴趣的模具行业朋友共同的疑问，特此整理出来分享给大家，希望有所帮助。

　　1、本次活动讲师介绍：Spring吴 凯奔三维创始人/技术总监

　　■ 12年工业3D打印应用经验，前伟创力机械技术中心技术经理，增材制造应用研究带头人；

　　■ 华南理工大学金属材料加工工程硕士，17年机械设计及加工制造工艺技术经验；

　　■ 组建和管理伟创力3D打印应用中心，资深3D打印应用专家；

　　■ 模具3D打印应用专家，主导过Nespresso,Sonos, Dyson, PMI, Jabra, Hallmark, Facebook等全球客户的3D打印模具项目；

　　■ 主持伟创力3D打印模具随型水路设计规范、工艺规范编制及应用推广

       2、问答环节记录

　　问：1,2709和CX这两种材料打印后能直接使用吗?如能直接使用，这两种材料的硬度是HRC多少度? 能直接使用的情况下，材料的各项性能如何？(韧性，耐磨性，抛光性能，晒纹性能，焊接性能)

　　答：3D打印模具钢初始打印硬度只有30HRC左右，需要再进行热处理。材料性能如下：

　　--强度：CX和1.2709属于高强度钢和超高强度钢（抗拉强度超过1600Mpa）

　　--硬度：热处理后硬度可以达到45-52HRC，

　　--导热：导热率在18-20W/M*K，接近传统模具钢材；

　　--可加工性：适合各种模具加工工艺，可抛光性可达到A2-A1级别；

　　--可焊接性：可利用各种焊接加工对零件进行修复，较传统模具钢材好；

　　--镀层处理 ：可镀镍及其他涂层处理；

　　问：3D打印模具钢材的具体性能如何？

　　答：材料性能可见下表数据

　　问：是打印完成后就完成了热处理，还是需要额外再热处理？

　　答：打印完成初始硬度在30HRC左右，需要进行额外热处理，打印完热处理由3D打印服务商完成。

　　问：我们这边通常都是嫁接打印，对基座的材料有什么要求?

　　答：如打印部分为CX，最理想的底座材料是一胜百Corrax（同材嫁接），也可使用S136；如打印部分为1.2709，底座建议选用H13或1.2344.

　　问：嫁接材料会留多少余量给我们后续加工?能否直接打印到数?

　　答：打印余量：非胶位部分一般留单边0.6mm~0.8mm，胶位部分单边：0.8mm~1.0mm。模具零件的3D打印不能直接打印到数，原因是打印件的表面粗糙度及尺寸精度达不到传统机加工那么高。

　　问：嫁接的材料与模仁的抛光效果，或者晒纹效果会有区别吗？例如我们模仁料是用718H。

　　答：因为SLM金属3D打印这种工艺不能达到100%致密度，所以抛光做不到A0，但有机会做到A1，通常情况下做到A2是没问题的。3D打印零件可以晒火花纹和激光纹，与传统材料没有明显的区别。

　　问：随形水路的冷却效果需要客户自己模流进行验证吗？还是你们已经验证好的

　　答：随形水路的冷却效果一般凭经验就可以大致判断，如果需要非常精确的温度控制，最好结合模流分析来验证或调整设计。

　　问：我们担心水路的光洁度不够，从而慢慢积聚杂物，你们会对水路的光洁度有处理吗？

　　答：好的随形水路设计是光滑连续、等截面大小的，所以不存在水流动死角，因而不容易累积杂物。相反传统钻孔的直线型水路由于存在水流动死角，因而更容易累积杂物。大多数情况下，客户不会对水路的光洁度进行处理；但客户如果需要，也可以做流体抛光来降低水路的表面粗糙度。

　　问：水路到模面的距离，最小能做到多少?能做到2mm，但同时能保证一定强度，因为我们的牙刷模抽芯位置很细长；

　　答：通常我们建议在有设计空间的前提下，模面到水路表面的距离应大于或等于水路半径，对大多数常温注塑模具强度是有保证的。我们的客户模面到水路的距离因产品结构原因最少做到过0.8mm；对于较小的模具镶件，我们接触很多实际案例，其水路到模面的距离不足2mm。

　　问：3D异形水路堵塞怎么办？

　　答：水路堵塞风险的大小主要跟设计和生产条件及日常维护保养有关。

　　设计要尽量做到水路圆滑无死角尖角；对串联水路尽量做到需要重点冷却的地方处处截面相等；对并联水路，各分支长度尽量按照近，最好对称分布，做到机会均等。小的水路不要做得过长，拐弯过多，长的水路可以考虑并联设计或串并联结合设计。

　　生产条件许可的情况下，采用封闭独立供水，做好过滤，不要让碎渣流进入水路，特别是小水路。水路万一堵塞，可以用高压气体尝试清通，也可以结合尝试火烧，还可以用柠檬酸清洗。长时间停机情况下，吹干水路。

　　问：我们提供的基座需要先做好热处理？还是打印完后与打印材料一起进行热处理？

　　答：对嫁接打印，按我们以往的经验，如果是H13/1.2344/8407嫁接1.2709，一般底座先加硬（淬火+2~3次回火）；如果是S136嫁接CX，底座可以先加硬（淬火+2~3次回火），也可以底座先不加硬，待嫁接打印完一起做热处理，我们视具体情况来确定。

　　问：在随后的加工过程中，工件可能会出现过切的情况，需要用到烧焊。之前我们问过一些进口钢材的供应商，以下是他们告诉我们的烧焊注意事项：淬火料淬火后若需要烧焊，焊前，需要预热，焊材选用母材为最佳，焊后，需要做去应力处理。3D金属打印的工件需要烧焊时，是否按以上方法？

　　答：烧焊的注意事项同传统钢材，但3D打印材料的烧焊适应性较一般的传统钢材要好些（因为3D打印钢料基本不含碳元素）。

　　问：对于打印的工件上有顶针孔，镶针孔需要我们标识出来吗？

　　答：那样最好，如果我们有不清楚的地方，我们也会向您们确认。顶针孔避空位，我们一般会直接打印到数，不需要后面再加工。

　　问：嫁接的材料和基座会存在断裂风险吗？有没有一些测试的数据?

　　答：金属3D打印在打印的过程中会产生很大的应力，开裂风险是存在的，但几率较低，要看结构情况。有风险的情况下，我们会提示客户，在设计阶段和热处理阶段会特别注意。

　　凯奔三维是国内早推动3D打印模具应用的团队之一，在模具3D打印应用技术和经验方面处于国内领先水平，我们致力于帮助我国广大模塑企业通过3D打印实现普遍的降本增效。