認定材料の拡張: M300 工具鋼について理解する

2022 年 9 月 8 日

ベロ3D Sapphire プリンターのファミリーは、さまざまな素材で印刷することができます。そのため、私たちは常に新しいプリンターを評価して、増え続けるリストに追加しています. 参加する最新のものは、M300 ツール スチールです。

この記事では、材料の特性、従来の金属付加製造 (AM) システムを使用して M300 で印刷する際に遭遇する課題、および Velo3D の製造技術が M300 での印刷にどのように独自に適しているか、特に流体が存在する部品について調べます。 flow または熱を交換する部品。

高圧ダイカスト用作業面のコンフォーマル冷却金型インサート (印刷物)

材料特性

M300 工具鋼は、炭素含有量ではなく金属間化合物に由来する非常に高い強度と硬度特性を持つ超低炭素合金です。 この材料は主にニッケルで構成され、二次金属間合金としてコバルト、モリブデン、チタンが含まれます。

M300 の重要な特徴の XNUMX つは、熱処理が容易で、時効硬化後に優れた機械的特性が得られることです。

具体的には、M300 は単純な熱時効硬化プロセスを使用して熱処理可能であり、優れた硬度と強度を得ることができます。 また、多くの工具用途で優れた機械加工性を備えた硬化可能な鋼です (50 HRC 以上に後硬化)。

材料は、特定の機能のために CNC 機械加工または研磨することもできます。

M300 材料特性

  • 高強度
  • 高い硬度
  • 高疲労強度
  • 良好な切削性
  • 900°F / 482°Cまでの耐熱性

アプリケーション

3D 金属印刷は、自動車産業がツーリング アプリケーションで使用される部品を印刷するエキサイティングな機会を提供します。 Velo3D は、自動車メーカーが高圧ダイカスト (HPDC) インサート、射出成形、およびその他の種類の金型で使用する合金に大きな関心を持っていることをすでに確認しています。

金属 AM を使用すると、エンジニアはターンアラウンド タイムを短縮し、より複雑で効率的なコンフォーマル冷却チャネルの設計ウィンドウを開くことができます。

ただし、H13 や M2 などの高炭素工具鋼は、通常、金型や成形用途で使用され、従来のレーザー粉末床溶融法 (LPBF) では加工が非常に困難です。

残念ながら、従来の AM はキャッチ 22 に直面しています。ほとんどのシステムは、直径 5 ~ 6 mm のチャネルしか印刷できません。 これよりも大きいチャネルでは、ダウンスキン (チャネルの上部) の粗さの問題が発生し、亀裂の伝播によって部品の寿命が短くなる可能性があります。

HPDC インサートの場合、部品の寿命を延ばすために使用される手法であるコンフォーマル冷却で AM が生成できる値が制限されます。 これは、エンジニアに本当のジレンマを引き起こす可能性があります。 部品を冷却するためにチャネルを追加すると、部品の寿命を延ばすことができますが、それらを最適化しすぎると、チャネルが原因で部品が故障し始めます。

また、部品のサイジングも課題です。 自動車産業で使用される多くの部品は、従来の AM プリンターのビルド エンベロープよりも大きくなっています。

M3 Tool Steel で Velo300D エンドツーエンド ソリューションを使用する利点

Velo3D は、ダウンスキンの粗さが改善された高品質の大口径チャネルと、直径 600 mm、高さ 1000 mm に適合する部品を印刷できる大判プリンターによるパフォーマンスの両方の機会をお客様に提供します。

M300 を追加することで、Velo3D は、機械的特性の点で (H13 および M2 に) 匹敵する代替品を提供しますが、付加製造の適合性が証明されています。

M300 と Velo3D の印刷機能を組み合わせることで、冷却チャネルの設計を改善し、インサートの寿命を延ばすことができます。

多くのツーリングのお客様は、20mm より大きいチャネルを探しています。これは、明らかに従来の AM の課題です。 Velo100D システムでは最大 3mm のチャネルが印刷されており、多くの新しいコンセプトの設計ウィンドウが開かれています。

お問い合わせ M3 Tool Steel を使用して、HDPC インサートに Velo300D エンドツーエンド ソリューションを活用する方法をご覧ください。

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著者について

アミール・イライファル

コンテンツディレクター

Amir Iliaifar は Velo3D のコンテンツ ディレクターであり、Velo3D のグローバルなデジタル コンテンツ マーケティング イニシアチブの制作と配布を監督しています。 同社に入社する前は、大手プロ用ドローン メーカー、複数の SaaS 企業で自動車技術ジャーナリストとして働いていました。 ノースカロライナ大学チャペルヒル校でデジタルコミュニケーションの修士号を取得しています。