OLA

Kasus: Insert Cetakan MS1 Maraging Steel dengan Pendinginan Konformal

Material: MS1 / 1.2709 (X3NiCoMoTi18-9-5) | Proses: SLM + Aging | Cetakan Injeksi Plastik Rongga Tinggi

Kasus Pencetakan Logam 3D

1. Latar Belakang

Seorang pembuat cetakan plastik presisi memproduksi bagian kemasan dinding tipis 16-rongga pada tekanan tinggi. Cetakan warisan menggunakan inti baja-alat P20 dengan garis pendingian yang dilingkari lurus, dan tata letak rongga membuatnya tidak mungkin mengebor garis air dekat dengan gerbang. Hasilnya: bagian tersebut melengkung di sudut, tingkat limbah mencapai 8%, dan waktu pendingian mendominasi siklus. Diperlukan insert pendingian konformal dari baja maraging — saluran yang mengikuti geometri rongga ke sudut yang bor konvensional tidak dapatjangkau — untuk mengendalikan waktu siklus dan tingkat limbah.

2. Tantangan

Persyaratan desain termasuk:

· 16+ port pendingian konformal internal yang disusun di sekitar tata letak rongga, dengan saluran yang mengikuti kontur rongga ke sudut gerbang

· Baja maraging MS1 (1.2709) — HRC 50–55 setelah penuaan, dapat dipoles hingga finish cermin SPI-A3

· Akurasi posisi ±0,05 mm pada setiap port internal relatif terhadap permukaan rongga

· Saluran tanpa tanda dukungan pada permukaan basah (geometri mandiri selama pencetakan)

· Kemampuan keras sempurna — kekerasan seragam dari permukaan rongga ke inti insert, tidak ada area lunak

· Dapat dikirim dalam 3 minggu untuk percobaan artikel pertama

3.Solusi

Insert cetakan diredesain dengan saluran pendinginan konformal yang dioptimalkan secara topologi yang membungkus tata letak rongga — termasuk sudut gerbang yang tidak dapat dijangkau oleh garis bor warisan — dan dibuat dengan Selective Laser Melting (SLM) menggunakan serbukan baja maraging MS1 (1.2709). Proses SLM mencetak jaringan saluran yang kompleks, inlet utama di tengah, 16+ port outlet, dan geometri yang menghadap ke rongga dalam satu proses pembuatan tanpa sambungan bras dan tanpa garis bor. Semua saluran diorientasikan agar dapat menopang diri sendiri saat pencetakan, sehingga permukaan yang terkena air adalah hasil pembuatan — tidak ada tanda penyangga yang harus ditembus atau disegel.

Setelah pencetakan, insert di-relief stres pada suhu 490 °C, diperlakukan solusi pada suhu 820 °C, di-aging pada suhu 480 °C selama 5 jam untuk mencapai HRC 50–55, kemudian di-mesin finishing pada permukaan rongga dan di-polish hingga SPI-A3. Baja maraging dipilih secara khusus karena mengeras secara merata dari permukaan ke inti (tidak ada risiko dekarburisasi), mempertahankan stabilitas dimensi melalui proses aging (<0,05% distorsi), dan dapat di-polish hingga finish optik yang diperlukan untuk bagian kemasan kosmetik.

 

Gambar 1: Insert cetakan SLM dari baja maraging MS1 (1.2709) — inlet utama di tengah, 16+ port outlet teratur, permukaan yang terkena air hasil pembuatan. Setelah proses aging, insert mencapai HRC 50–55 dan di-polish hingga SPI-A3 pada permukaan rongga.

4.Hasil

· Pengurangan waktu siklus 35% — dari 28 detik menjadi 18 detik pada jalur yang dioptimalkan pertama

· Pengurangan limbah 50% — dari 8% menjadi 4% — deformasi sudut dihilangkan

· Kekerasan seragam HRC 50–55 — tidak ada titik lembut, digosok hingga SPI-A3 di permukaan rongga

· Akurasi port ±0.05 mm — 16+ saluran, setiap port dalam toleransi relatif terhadap rongga

· Saluran mandiri — permukaan basah terbentuk saat dibuat, tidak ada tanda dukungan yang perlu disegel

· Waktu tunggu: 3 minggu — dari CAD hingga insert yang tua, digosok, siap dipasang

“Saluran konformal mencapai sudut yang tidak bisa kita bor sebelumnya. Waktu siklus turun 35% pada artikel pertama, dan baja maraging digosok hingga permukaan cermin tanpa titik lembut.”

 

Material: MS1 / 1.2709 Maraging Steel  |  Proses: SLM + Aging  |  Aplikasi: Insert Cetakan Pendingin Konformal