文/ Axel Ro?bach·西馬克集團

隨著增材制造技術的發(fā)展和相關知識的不斷積累，越來越多的部件會以功能優(yōu)化的方式設計和集成進來，如金屬粉末霧化設備、3D 打印噴淋頭等。西馬克集團持續(xù)致力于3D 打印噴頭在模鍛行業(yè)的長遠發(fā)展，在這一領域擁有突出的優(yōu)勢，覆蓋了整個3D 打印產(chǎn)業(yè)鏈，還可以向市場提供涵蓋增材制造所有工藝環(huán)節(jié)的整體解決方案。

經(jīng)過設計的優(yōu)化和功能的改進，3D 打印噴淋裝置為鋁鍛件生產(chǎn)中的模具維護帶來了極大的改善。3D 打印的鋁制噴淋裝置不僅工作穩(wěn)定可靠且擁有極優(yōu)的噴淋效果。與傳統(tǒng)的鋼制材料相比，其重量也減輕了90%，這就允許傳遞系統(tǒng)進行更快速的動作和響應，在每次單獨的打擊行程之間，同時完成吹掃氧化皮，冷卻模具表面，噴涂潤滑劑和干燥模具表面的工藝需求，而傳統(tǒng)的噴淋裝置，則無法滿足在有限時間內(nèi)完成上述工序。同時，通過配合使用西馬克集團提供的步進梁系統(tǒng),鍛造生產(chǎn)線可在實現(xiàn)高生產(chǎn)節(jié)拍的同時又能顯著延長模具的使用壽命。

新式的3D 打印噴淋頭的巨大優(yōu)勢

雖然傳統(tǒng)的板式噴淋頭依然是目前應用最廣泛的，但新式的3D 打印噴淋頭已經(jīng)表現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢。首先，傳統(tǒng)的板式噴淋頭受限于其多級板結(jié)構，最大運行壓力只能達到3bar，否則壓縮空氣和噴淋液將從級板之間溢出。其次，幾十個用于鎖緊噴淋板的小螺栓也有掉入模具的風險，若意外掉落的螺栓與工件一同被鍛造，會變成一個安全隱患。再次，與3D打印件的圓形且流動性做了優(yōu)化的管路相比，板式噴淋頭的方形管路易于聚集污物或石墨，需要反復清洗，而創(chuàng)新型的3D 打印噴淋頭則不存在這種問題。同時，3D 打印噴淋頭需要的零件更少，幾乎免維護。而通過3D 打印實現(xiàn)的輕量化也是傳統(tǒng)制造方法所無法做到的。

客戶案例分享

西馬克集團為一家著名的電動汽車制造商提供了MP2500 熱模鍛壓力機(圖1)和ARWS1A 型輥鍛機，該生產(chǎn)線主要用來生產(chǎn)汽車底盤鍛造部件。

3D 打印噴頭可承受高達10bar 的壓力。同時，得益于其更大的間隙，在設置噴霧時可對介質(zhì)進行精確的配比和定量，而且高壓力和優(yōu)化的噴嘴結(jié)構使其可以在必要時增大噴淋量。另外，流線型的管路設計可有效避免堆積物，使噴嘴通道總是可以保持清潔。與板式噴淋頭一樣，這些噴淋頭也采用了外部混合空氣霧化噴嘴的原理。這保證了噴霧微粒大小的一致性，而且不會發(fā)生分散。不僅如此，3D 打印還具備噴嘴出口形式可以定制的優(yōu)勢。而板式噴頭的外部管路僅能包含嵌入外板的一個倒角出口。

圖1 西馬克集團提供的全自動鍛造生產(chǎn)線

圖2 工作中的3D 打印噴頭

從圖2 可以清楚的看到，大的噴霧頭有一個獨立的環(huán)繞通道，其承擔了“吹掃”功能，當噴嘴進入模具區(qū)域時，首先將氧化皮從模具上清除，并在噴嘴移出時對模具進行干燥。由于始終有一個額外的環(huán)繞吹氣管道，3D 打印噴頭相比板式噴淋頭在功能上更具優(yōu)勢。

這個3D 打印噴頭還有一個特別之處：負責預鍛模具噴淋的第一排噴嘴按照一定角度排列，并沿對角方向向上和向下噴射。這種角度的選擇可使噴淋液按照一定錐度精確噴射在預鍛模腔，而正是增材制造技術和與之相關的功能優(yōu)化使得該設計成為可能(圖3)。另外，西馬克集團專門為這種3D 打印噴頭開發(fā)了聚酰胺(尼龍)材質(zhì)的變體，使其在正式投入使用之前便可以在噴淋測試站預先成功完成測試。

噴頭與3D 打印的聚酰胺閥塊相連，同時軟管適配該閥塊。這既顯著的降低了重量，又進一步增加了自動化系統(tǒng)中高速運行的機械部件的耐久性。西馬克集團所有的3D 打印噴淋頭均具有中斷模式，使其在快速回程動作中，不會有液滴聚集并掉落在模具上。而傳統(tǒng)的板式噴頭則不具備該優(yōu)點。

圖3 噴嘴角度偏置的新型3D 打印噴頭

結(jié)束語

西馬克集團還提供了一個可以輕松在線申請標準化噴頭的表單，客戶無需自己設計。客戶可以一步一步地按照引導信息來選擇所需的3D 打印噴頭的所有相關參數(shù)，噴頭的尺寸、數(shù)量和排列方式。只需掃描對應的二維碼，便可在線的選擇和適配。西馬克集團期待提供的3D 打印噴頭能為鍛造行業(yè)提供更多的服務和幫助。