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以應(yīng)用為導(dǎo)向——看這家企業(yè)如何為耐磨零件制造開發(fā)3D打印材料與工藝
發(fā)布時間：
2023-01-11 12:47
金屬粉末材料企業(yè)VBN 針對耐磨零部件制造需求，開發(fā)增材制造-3D打印粉末材料與增材制造工藝。成功開發(fā)的應(yīng)用及其增材制造工藝，將以技術(shù)許可的方式融入用戶的生產(chǎn)流程中。
VBN 3D打印滾齒刀
結(jié)合應(yīng)用開發(fā)粉末與工藝
瑞典金屬粉末材料公司VBN Components 正致力于結(jié)合具體的工業(yè)應(yīng)用需求與增材制造-3D打印工藝，開發(fā)新一代高強(qiáng)度、含碳化物的高速鋼材料。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，這類材料適合制造耐磨損部件，如齒輪加工刀具、食品加工設(shè)備零部件、采礦設(shè)備零部件等。
VBN 材料與增材制造工藝的工業(yè)應(yīng)用
耐磨鋼材料具有廣泛的工業(yè)用途，它們屬于傳統(tǒng)制造技術(shù)難加工的材料，VBN 通過電子束熔融(EBM)3D打印技術(shù)實現(xiàn)了這類材料的制造。
VBN 開發(fā)的EBM 金屬3D打印高合金高速鋼粉末材料被命名為Vibenite系列，目前已開發(fā)出5種不同型號的材料。VBN 針對每種材料開發(fā)了對應(yīng)的增材制造工藝，以滿足不同領(lǐng)域的制造需求。包括：
- 耐腐蝕、耐磨Vibenite 350 高合金鋼
該材料的洛氏硬度為60 HRC，維氏硬度為 680-700 HV，具有高鉻含量，適用于制造注塑模具、泵、泵殼、軸承和閥門部件，以及制造泵葉輪等要求復(fù)雜形狀和高性能的產(chǎn)品。
VBN 3D打印葉輪
- 高耐磨、高韌性高合金鋼 Vibenite 150
該材料具有細(xì)晶粒Fe基體，碳化物分散良好，洛氏硬度為58-64 HRC，維氏硬度為 600-780 HV。該材料適用于產(chǎn)品功能原型制造，難加工零件、刀架、具有高耐磨性和韌性要求的冷加工應(yīng)用，塑料加工工具和易損件制造。
- 耐磨、耐熱材料 Vibenite 280
該材料的洛氏硬度為63-70 HRC，維氏硬度為780-1000 HV，具有非常高含量細(xì)小、分散良好的碳化物，適用于制造滾齒刀、成型刀具，電動切割刀具以及磨損部件。VBN 已經(jīng)證明該材料與增材制造工藝，可制造出具有更高生產(chǎn)效率的機(jī)械加工刀具，例如用于汽車動力總成生產(chǎn)的刀具。
沃爾沃建筑設(shè)備公司正在使用通過Vibenite 280材料制造的齒輪加工滾齒刀，并與傳統(tǒng)高合金鋼制造的標(biāo)準(zhǔn)滾齒刀進(jìn)行了比較。結(jié)論是，當(dāng)Vibenite 280材料制造的刀具以正常進(jìn)給運(yùn)行時(切割深度相同)，刀具使用壽命延長至2.2倍。
如果放到每年2萬個汽車齒輪加工生命周期中進(jìn)行成本分析，意味著每個齒輪加工的總生產(chǎn)成本降低了15-20%。在雙切削進(jìn)給的情況下，成本進(jìn)一步降低15-20%。每個齒輪加工的總生產(chǎn)成本可降低30-40%。此外，更換刀具的需求下降至50%。
- 堅硬材料Vibenite 290
Vibenite 290 含有25%的碳化物，洛氏硬度為68-72 HRC，維氏硬度為940-1100 HV。VBN 通過增材制造技術(shù)實現(xiàn)了這一難加工材料的加工，應(yīng)用包括制造金屬切削工具等高磨損應(yīng)用。
- 新型混合硬質(zhì)合金 Vibenite 480
Vibenite 480是2018年底開發(fā)出來的新材料，含有約65%的碳化物，混合了高速鋼和硬質(zhì)合金。這種新型混合硬質(zhì)合金具有750°C的長期耐熱性、耐腐蝕性，并且具有磁性。
應(yīng)用目標(biāo)是替代高合金鋼，從而提高生產(chǎn)效率和幾何復(fù)雜性。比如說在金屬切削刀具制造領(lǐng)域，這一材料及增材制造工藝可以替代械加工進(jìn)行鋼棒料加工的方式，制造出復(fù)雜的刀具，并用于更高速度的金屬切削。除此之外，增材制造 Vibenite 480 材料還可以被用于制造一體化零件，比傳統(tǒng)硬質(zhì)合金工藝所能實現(xiàn)的尺寸更大。
根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，增材制造工藝為耐磨材料制造帶來以下優(yōu)勢：通過增材制造生產(chǎn)磨損零件時,不再需要對棒材的初始鍛造、軋制以及重型加工，而是直接將粉末材料進(jìn)行成型。另一點(diǎn)就是帶來了零部件性能和使用壽命的提升。
VBN材料基質(zhì)中存在小尺寸、均勻分布的碳化物
Vibenite 材料的成分獨(dú)特并具有良好的耐磨性，這種增強(qiáng)的材料性能是通過VBN 專利的增材制造工藝實現(xiàn)的。材料基質(zhì)中存在小尺寸、均勻分布的碳化物是性能提高的原因之一。
VBN 為多個制造領(lǐng)域的工業(yè)用戶提供刀具與耐磨零部件增材制造技術(shù)，與客戶之間合作不僅僅是銷售3D打印粉末材料或提供零件加工服務(wù)，還包括通過許可協(xié)議的方式進(jìn)行技術(shù)授權(quán)。
VBN 與客戶之間的合作分為兩個階段：在第一個階段中，VBN 工廠利用增材制造技術(shù)和Vibenite材料為客戶開發(fā)新應(yīng)用，如果金屬3D打印產(chǎn)品性能達(dá)到客戶要求，客戶可以通過許可協(xié)議的方式，將VBN專利的AM-HSS 增材制造工藝整合到內(nèi)部生產(chǎn)流程中，VBN為客戶提供全面的支持。
根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究，2018年末,VBN與一家全球工程集團(tuán)簽署了價值數(shù)百萬歐元的許可協(xié)議，該協(xié)議包括使用VBN 材料與增材制造工藝為某特定細(xì)分領(lǐng)域生產(chǎn)高強(qiáng)度組件。VBN 目前還與巖石鉆探企業(yè) Epiroc共同測試Vibenite 480材料3D打印部件在巖石鉆探中的應(yīng)用。（來源：3D科學(xué)谷）
河北敬業(yè)增材制造科技有限公司成立于2015年，總投資規(guī)模23.4億元人民幣，是全國500強(qiáng)企業(yè)---敬業(yè)集團(tuán)的全資子公司，公司位于河北省石家莊市平山縣南甸鎮(zhèn)敬業(yè)集團(tuán)工業(yè)園區(qū)，是一家集專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售高端氣霧化金屬粉末、激光再制造、3D打印服務(wù)于一體的全流程增材制造公司。
我公司現(xiàn)有EOS M290打印機(jī)8臺，EOS M400-4 1臺，Arcam 電子束粉末快速成形系統(tǒng)和鉑力特S310各1臺，其中EOS M400-4屬國內(nèi)先進(jìn)設(shè)備，配備四個激光頭，打印效率是E0S M290單激光頭的3倍以上，具有成型精確、材料利用率高等優(yōu)點(diǎn);公司致力于為各制造領(lǐng)域客戶提供金屬3D打印整體解決方案，業(yè)務(wù)主要涉及到航空航天零部件、模具、醫(yī)療器械及骨科植入物、汽車制造，船舶制造等領(lǐng)域。
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