“松下在模具領域采用的是激光燒結積層法。雖然與主流技術方向不同,但我們在這種工藝中組合了切削加工技術”,松下產(chǎn)品制造本部生產(chǎn)技術開發(fā)中心生產(chǎn)技術研究所部門經(jīng)理寺西正俊在2014年5月12日于東京舉行的“3D打印論壇——走近改變世界的‘制造革新’實態(tài)”上登臺,作為3D打印技術的應用實例,介紹了該公司在模具領域的舉措。
松下產(chǎn)品制造本部生產(chǎn)技術開發(fā)中心生產(chǎn)技術研究所部門經(jīng)理寺西正俊寺西說,松下在模具領域采用激光燒結積層法,是為了通過模具加工的革新來實現(xiàn)國際競爭力強的模具。不過,激光燒結積層法雖然具有與傳統(tǒng)模具加工方法相比形狀制約少(形狀自由度高)的優(yōu)點,但也存在加工精度和粗糙度(均為100μm左右)不能充分滿足需求的問題。
于是,松下開發(fā)出了組合使用切削加工技術的新工藝(積層復合加工)。具體方法是,先用激光燒結方式層疊相當于刀具頸下長度的厚度,再使用刀具以機械方式切削出輪廓。反復進行層疊和切削,直到形成想要的形狀。寺西介紹說,“這種加工方法就像是用干式切削法(不使用切削油的切削方式)切去毛邊,因此切削負荷并不大”。這種方法可使加工精度細致到10μm、表面粗糙度細致到5μm。
據(jù)寺西介紹,采用積層復合加工技術可帶來以下效果。首先,這種工藝可以制造出復雜的一體形狀,無需分割為多個部件,也不需要放電加工。這樣,在模具設計、電極設計、以CAM制作加工數(shù)據(jù)及加工等工序中,可作一些簡化和省略。在某些案例中,所需時間能比傳統(tǒng)工藝縮短62%。
第二個效果是,新工藝可提高形狀自由度,因此可將設在模具內(nèi)的通水孔(水管)改成立體的(三維水管),而不是以前的平面型(二維水管)。這樣便可在需要冷卻的位置進行有效冷卻,所以能使模溫達到均勻狀態(tài)。還能提高模具的冷卻性能,從而縮短成型周期(向模具注射受熱熔融的樹脂然后等待其冷卻、最后取出成型品的周期)。據(jù)介紹,在某些案例中,成型周期甚至能縮短30%。
還有一個效果是可改善模具的成型品質。具體來說,借助前面提到的三維水管的模溫均勻化效果,可減少成型時的模具彎曲或變形;而且,粉末燒結品因其多孔質結構而具有通氣效果,因此可提高模具的樹脂填充性。寺西表示,為了保證量產(chǎn)時成型品質達到穩(wěn)定,建立量產(chǎn)體制需要一定時間,而模具品質的提高可縮短這一時間。