霍夫曼:3D打印的刀柄

国际金属加工网 2017年09月04日

玛帕(Mapal)的大扭矩夹头(HTC)拥有细长型的结构设计,同时综合了液压刀柄和热缩刀柄的优势。这种刀柄需要通过Laser Cusing激光快速制造工艺技术在Concept Laser公司的机床上进行生产

霍夫曼工具制造公司(Hofmann,以下简称霍夫曼)是位于利希滕费尔斯的霍夫曼创新集团旗下的一家子公司,企业负责人Günter Hofmann先生对这种通过增材制造生产的刀柄非常满意。自从使用了这种HTC刀柄之后,霍夫曼在压铸模具的加工方面不仅提高了产品表面质量,还提升了生产效率。

事实上,霍夫曼公司长期将金属粉末激光熔化技术应用于模具插件的快速成型,因此Hofmann先生本人对增材制造领域已经十分熟悉。即便这样,他仍然对玛帕公司通过增材制造工艺在刀柄领域所取得的成果感到十分惊喜。

结合了液压刀柄和热缩刀柄的优势

“在玛帕公司开发出这种新型夹头之前,我们如果要铣削尤其是抛光压铸模具,必须将其表面抛光至镜面般光滑,那么我们宁可选择使用热缩刀柄”,Hofmann先生解释道。

做出这种选择是有充分理由的。毕竟热缩刀柄和传统的液压刀柄相比,可能会产生干涉的几何元素更少。因此特别适用配合倾斜安装的球形铣刀铣削硬质材料,使有干涉轮廓的工件达到出色的表面质量。

而在模具制造中,经常要将刀柄穿过模具或者夹具,在这种情况下,细长的刀柄轮廓就非常受欢迎了。

细长结构带来的优势

这种新型的刀柄结合了热缩刀柄和液压刀柄的优势。玛帕公司通过改良这种细长型的HTC刀柄的结构,使其弯曲刚度超过了传统的液压刀柄乃至热缩刀柄——成功融合了细长轮廓和热缩刀柄的3°锥度。由于这种层叠式的打印方式使得夹紧区域可以很好接近刀柄顶端,液压刀柄在定位孔处的径向跳动小于3微米,在2.5 × D的位置小于5微米。在使用中达到了出色的零部件表面精度,明显提高了铣削速度,缩短了加工时间,并且大大延长了刀具的使用寿命。玛帕公司采用这种增材制造技术,还消除了传统液压刀柄上的机械薄弱点:胀紧套和基体之间的焊点在高温下会出现问题。3D打印解决了焊点问题,使得这种细长刀柄可以用于干切削和最小量润滑(即半干式切削)。

减少10%的抛光

“考虑到以上这些重要的优势,现在我们都偏向于使用这种新型的高性能刀柄进行生产加工。可以再一次大幅度提高工件的表面加工质量,扩大和其他竞争对手之间的差距”,Hofmann先生说道。由于表面加工质量十分出色,就不需要后续再对压铸模具进行手动抛光操作,据估算,大约减少了10%的抛光需求。“每减少一次抛光都具有非常重要的意义,因为抛光次数越多,意味着抛光出现错误的可能性越大。”而一旦抛光出现错误,通常情况下是无法修复的,工件就必须报废了。将热缩刀柄更换成HTC刀柄以后,不仅仅提高了表面质量,而且简化了操作。夹紧和松开刀具只需要一把简单的指定转数的六角扳手就够了,能够快速地手动更换刀具。

需要的刀具减少了

“新型刀柄的减振性能十分出色,减少了我们至今为止存放的不同长度的铣刀的数量,现在我们可以使用更长的刀具了”,Hofmann先生非常高兴。“这样我们不仅节省了刀具库内的空间,还提高了加工设计的工艺可靠性,所有单元内必须控制的刀具数量减少了。”

双赢局面:自从霍夫曼公司在Concept Laser 公司的生产工艺室里使用了玛帕公司的铣刀之后,缩短了三分之二的加工时间。(图源:玛帕公司)

而这种创新刀柄的价格并没有高出很多。玛帕在Concept Laser公司的机床上生产刀柄,这种机床是为工业用途而设计的,有一套集成夹紧系统,适合用于混合加工。玛帕公司利用这种操作方式,在使用传统方式加工的基体上,使用增材制造的方式生产这种细长型的液压刀柄,保证了刀柄的经济性和高效性。

卓有成效的三角关系

总的来说,这三家公司之间形成了紧密的联系:霍夫曼公司购入玛帕公司的刀具,这种刀具是在Concept Laser公司的机床上生产的,霍夫曼公司同时也是这家机床生产商的供应商。

这三家公司之间融洽的合作关系让他们都坚信,合作还蕴藏着极大的提升潜力。而且,从Hofmann先生的角度来看,3D金属打印在模具制造领域是非常重要的:“我们现在使用这种细长型的液压刀柄,已经取得了比热缩刀柄更加出色的成绩。然而现在仅仅只是开始,我们还要继续和玛帕公司合作取得更大的进步”。


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