Caracterizado por su excepcional dureza en caliente, resistencia a la abrasión y estabilidad en el tratamiento térmico, H13 es un acero para utillajes y herramientas ampliamente utilizado en diversas aplicaciones en frío y en caliente.
Sobre el material
El acero para utillajes se refiere a una variedad de aceros al carbono y aleados que son particularmente adecuados para la fabricación de herramientas. Su idoneidad proviene de su dureza distintiva, resistencia a la deformación y su capacidad para mantenerse estable a temperaturas elevadas. Como resultado, los aceros para herramientas son muy adecuados para dar forma a otros materiales.
H13 es un acero de cromo molibdeno para trabajo en caliente bien conocido por su excepcional dureza en caliente y resistencia a la abrasión, lo que lo hace ideal para una variedad de aplicaciones de trabajo en caliente. H13 también se puede utilizar en aplicaciones de trabajo en frío gracias a su dureza y tenacidad general. Algunos de sus usos son:
- Insertos de moldes
- Troqueles de extrusión
- Troqueles de forja
- Herramientas y utillajes para trabajo en chapa
- Herramientas y utillajes de estampado
BMD ™ + H13
La alta dureza y tenacidad de H13 hace que sea particularmente difícil de mecanizar, y a menudo requiere soportes especiales, herramientas de corte y condiciones especiales. Debido a estos desafíos, las piezas H13 pueden ser lentas y costosas de fabricar. Al aplicar el proceso BMD a H13, los equipos pueden fabricar rápidamente herramientas H13, lo que podría presentar geometrías complejas que de otro modo serían imposibles de alcanzar o prohibitivamente difíciles a través del mecanizado (por ejemplo, moldes con canales de enfriamiento conformados).
Esta libertad geométrica, combinada con la capacidad de fabricación rentable proporcionada por el Studio system de Desktop Metal, hace que la impresión de piezas complejas de acero H13 sea particularmente ventajosa en comparación con los métodos de fabricación tradicionales.
A continuación presentamos tres ejemplos de aplicaciones reales con piezas impresas en este material:
Molde para inyección : boquilla de inhalador para asma
La fabricación por inyección en moldes es la forma más común de producir componentes plásticos en grandes volúmenes. Para mejorar la eficiencia, así como para reducir los costes de herramientas y mano de obra, los talleres suelen utilizar los troqueles de unidad maestra (MUD). Estos MUD utilizan insertos de molde intercambiables para proporcionar el núcleo y la cavidad de la pieza que se está moldeando. Estos núcleos y cavidades dirigen el plástico fundido inyectado a las ubicaciones correctas para formar la pieza. Una vez que el plástico se ha solidificado, el molde se enfría y la pieza se expulsa.
Esta pieza impresa en 3D se utiliza para moldear la boquilla de un inhalador para el asma.
¿Porque imprimirlo en 3D?
La alta dureza y tenacidad de H13 hace que sea extremadamente difícil de mecanizar, lo que resulta en largos tiempos de entrega, altos costes de piezas y un desgaste acelerado en fresas y taladros. Con la impresión 3D de metal, puede lograr la forma casi neta de su pieza a fabricar rápidamente, requiriendo solo un pequeño postprocesado a través de EDM o mecanizado.
Durante el proceso de moldeo por inyección, el enfriamiento del molde puede representar hasta el 95% del tiempo de ciclo completo del moldeado. Al imprimir este molde, la pieza pudo incorporar un canal de enfriamiento conformado que sigue de cerca el perfil de las superficies de moldeo. Este canal de enfriamiento aumenta en gran medida la velocidad de enfriamiento del molde, reduciendo drásticamente el tiempo de ciclo del molde, permitiendo que se moldeen más piezas cada hora.
¿Por qué H13?
La excelente dureza en caliente y resistencia a la abrasión del acero H13 aseguran que el molde tendrá una vida útil mucho más larga en comparación con otros materiales.
Troquel de extrusor
La extrusión en caliente funciona calentando un material a su temperatura de recristalización y empujándolo a través de un troquel con la sección transversal deseada de la pieza final que se extruye. Cuando se alcanza la longitud de pieza deseada, se corta la extrusión y el proceso continúa. Durante el proceso de extrusión, el troquel debe soportar las temperaturas y presiones extremas requeridas para extruir con éxito el material a través del troquel.
Este troquel se usa para extruir varias longitudes.
¿Por qué imprimirlo en 3D?
La compleja geometría lisa de una matriz de extrusión hace que sea una pieza difícil de mecanizar, especialmente cuando está hecha de acero para herramientas y utillajes. Este desafío de fabricación contribuye a los largos plazos de entrega y al alto coste, lo que limita la capacidad de los fabricantes para iterar en los diseños de troqueles.
Al imprimir troqueles de extrusión, los equipos de diseño pueden producir de forma rápida y económica diferentes iteraciones de diseños de matrices. El coste parcial reducido también contribuye a ampliar las oportunidades de tiradas cortas rentables que anteriormente no eran económicas.
¿Por qué H13?
H13 es una elección de material ideal para este troquel de extrusión debido a su alta temperatura de trabajo y al material abrasivo que se está extrudiendo. H13 tiene una excelente dureza y resistencia a temperaturas elevadas que aseguran que la matriz opere como se espera. Del mismo modo, la excelente durabilidad y resistencia a la abrasión de H13 garantiza que este troquel de extrusión tenga una vida útil excelente.
Molde para cremalleras
Cientos de millones de cremalleras se fabrican cada año, siendo los métodos de fabricación principales el moldeo por inyección (para cremalleras de plástico) y la fundición a presión (para cremalleras metálicas). Este molde se utiliza para crear cremalleras de metal personalizadas de zinc a través de fundición a presión.
¿Por qué imprimirlo en 3D?
Debido al alto coste de las herramientas, las cremalleras a menudo se producen en grandes volúmenes para lograr un bajo coste objetivo por pieza. Con la impresión 3D en metal, los fabricantes pueden producir de manera rentable insertos de moldes personalizados para cremalleras de fundición a presión diseñadas específicamente para aplicaciones de bajo volumen, lo que permite la producción de muchos diseños diferentes.
Este molde presenta muchos detalles finos, como un logotipo, texturas y ángulos sutiles que son críticos para el éxito del moldeado de la pieza. Esta parte se imprimió con la boquilla de 250um de alta resolución de Desktop Metal para lograr los detalles precisos que se requerían. Al imprimir esta parte, los fabricantes estaban a punto de ahorrar tiempo y costes valiosos en comparación con el trabajo de mecanizado y electroerosión por hilo que se necesitaría para producir este molde.
¿Por qué H13?
Se requirió H13 para este molde debido a que preocupaba la aparición de grietas por fatiga térmica, ya que la pieza se calienta repetidamente y se enfría rápidamente. H13 es muy adecuado para soportar la alta temperatura de trabajo del molde y el material abrasivo que se inyecta. Debido a su alta tenacidad, H13 proporciona una vida útil de molde mas larga en comparación con materiales de molde alternativos.
El H13 es el último de los materiales en llegar. Con este material, ya son 6 los materiales de impresión en metal disponibles para el Studio System de Desktop Metal:
- H13
- 17-4 PH
- 316 L
- Cobre
- 4140
- Aleación 625
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