積層造形には、カスタムの-複雑な-形状の加熱プラテンにどのような可能性がありますか?

妥協して機械加工された最適化が印刷されました
複雑な内部冷却剤チャネルを備えた加熱プラテンは、ジグザグの経路を作るために多くの真っ直ぐな穴をあけて埋めることによって作られることがよくありますが、これは最適化というより妥協に近いものです。積層造形では、硬い穴あきネットワークではなく、器官の動脈のように、熱流のパターンに正確に従う滑らかで湾曲したチャネルを備えたプラテンを作成できます。

この動きは、製造上の制約に合わせて形状を変更するのではなく、熱設計の意図に合わせて製造方法を採用するという点で、熱ツーリングの考え方の大きな変化を反映しています。

熱設計の自由を促進する積層造形
積層造形におけるカスタム加熱プラテン技術は、多くの場合、選択的レーザー溶解 (SLM) または指向性エネルギー蒸着 (DED) に基づいています。積層造形では、粉末またはワイヤの原料から金属部品を層ごとに製造します。アルミニウム合金や工具鋼などの材料を、複雑な内部形状の完全に緻密な構造に加工することが可能です。

これに関連して、加熱プラテンは次のもので構築できます。

複雑な表面形状に沿った発熱体のコンフォーマルチャネル

熱勾配-が整列した湾曲した内部冷却チャネル

組み込み温度測定用の統合センサー チャネル。

格子またはトポロジーを使用して軽量化のために最適化された内部構造

これにより、プラテンは直線ミリングの制約によって熱的に制限されなくなります。

グローブのように複雑な 3D キャビティの周囲にフィットするようにヒーターが成形されているプラ​​テンを考えてください。必要な場所に正確に熱を加え、熱質量を最小限に抑えます。

熱性能を向上させるための形状の制御
積層造形により、内部チャネルを熱需要の領域に適合させることができ、プラテン表面全体でより均一な温度分布が得られます。従来の穴あけ設計で通常見られる熱的不感帯を大幅に最小限に抑えることができます。

パフォーマンスに対する主な影響は次のとおりです。

熱源の配置を最適化して加熱時間を短縮-

コンフォーマル流体チャネルによる冷却時間の短縮

高精度プロセス向けの表面温度の均一性の向上

内部の格子強化構造により全体の質量が減少

これらの進歩は、熱成形、複合プレス、精密成形の用途におけるサイクル タイムとエネルギー節約に直ちに影響を与えます。

業界における現在の採用と制限
金属積層造形 (SLM) は、完全に高密度の機能コンポーネントを製造できるところまで進歩しました。ただし、実際的な制限がいくつかあります。

-残留応力を軽減するには、製造後の熱処理が必要です

シール面と流体通路には表面仕上げが必要になることがよくあります

単純な設計の場合、製造コストは一般的な機械加工よりも依然として高くなります。

これらの制限にもかかわらず、付加技術はプロトタイプのプラテンや少量生産装置の構築に使用されています。 「穴あけやフライス加工ができない形状を作成できる機能は、高度な熱システムでの採用の重要な推進力です。

設計およびエンジニアリングのワークフローへの影響
積層造形では、プラテンの設計を製造主導のプロセスからシミュレーション主導のプロセスに変更します。{0}デジタル空間では、内部チャネル形状を印刷する前に非常に迅速に繰り返すことができます。したがって、熱有限要素解析が重要になります。

これにより、次のことが可能になります。

熱プロファイルのラピッドプロトタイピング

生産前の冷暖房バランスの最適化-

多機能プロパティを単一の印刷コンポーネントに統合

その結果、熱工学と機械設計がより緊密に統合されます。

抽象的な
積層造形は、加熱プラテンの設計に新たな次元の自由をもたらし、熱性能を正確に調整する機会を与え、従来の機械加工では不可能だった複雑な内部形状の作成を可能にします。

印刷技術の進歩に伴い、サーマル ツーリングはデジタル設計で機能が最適化されたコンポーネントへとますます移行しています。{0}実際、加工スキルだけが加熱プラテンの将来を決定するものではありません。積層造形プロセスにより、前例のない精度で熱システムを成形できます。