DMLS kontra smidning för högfasthetsstålkomponenter

Komponenter av högpresterande stål marknaden står inför en avgörande punkt tillverkning korsväg. Även om traditionell smide erbjuder beprövad tillförlitlighet, ökar DMLS-adopteringen med 19 % årligen på grund av dess designfrihet.

Metodik

1. Testspecimens

• Design: Standardiserade teststrimlar och faktiska produktionsdelar:

U-svänghjul (780 g)

Turbinkoppling (620 g)

• Material: AISI 4340-stål, värmebehandlat till 42–44 HRC

2. Produktionssystem

• DMLS: EOS M 300-4 (400 W laser, 30 μm lagerthickness)

• Svartsmittning: 1500-toners hydraulpress med induktionsupvärmning

3.Utvärderingsmått

• Drag-/utmattningstestning (enligt ASTM E8/E466)

• Mikrostrukturanalys (SEM/EDS)

• Kostnadsuppdelning för produktion (maskintid, material, efterbehandling)

Diskussion

1.När DMLS är lämpligt

• Prototypframställning: Ledtid på 5 dagar jämfört med 8 veckor för svartsmidda prototyper

• Komplexa geometrier: Inre kanaler eller topologioptimerade konstruktioner

• Lågvolymproduktion: <200 enheter för delar i medelstorlek

2.Fördelar med svartsmittning

• Storproduktion: >300 enheter årligen

• Kritiska säkerhetsdelar: Styrdelsar/ophängningsdelar

• Materialutnyttjande: 95 % utnyttjande jämfört med DMLS 60-70 %

Slutsats

För komponenter i höghållfast stål:

• DMLS: Optimal för komplexa, lågvolymdelar som kräver snabb iteration

• Slagning: Förblir bäst för storproduktion och maximal hållfasthet

Nya hybridmetoder (DMLS nära nettoskapade former + färdigbearbetning med slagna delar) bör studeras ytterligare.