OLA

Nghiên cứu trường hợp: Khuôn in 3D cho giày

Thép không gỉ, Nhôm và MS1

In 3D kim loại SLM | Làm mát theo hình dạng | Công cụ giày đa vật liệu

Nghiên cứu trường hợp Công cụ giày

1. Bối cảnh

Một thương hiệu giày thể thao toàn cầu đang ra mắt dòng giày chạy hiệu năng mới với lưới đế giữa được tái thiết kế hoàn toàn và hoa đế ngoài mới. Các khuôn nhôm gia công CNC truyền thống không thể cung cấp được cấu trúc lưới bên trong yêu cầu, các mảng ghim tích hợp, hoặc các kênh làm mát theo hình dạng cần thiết cho chu kỳ sản xuất nhanh hơn 50% trên dây chuyền ép phun trực tiếp EVA-foam mới. Thương hiệu cần bốn loại khuôn khác nhau - khuôn đệm giữa đúc trực tiếp, khuôn đế ngoài hai khoang với mảng ghim, khuôn đế có lỗ thoát, và khuôn form giày (phần trên) - mỗi loại được tối ưu hóa cho một hệ thống vật liệu và chu kỳ sản xuất khác nhau. In 3D kim loại SLM, với ba hợp kim khác nhau, đã cung cấp tất cả bốn loại trong một chuỗi cung duy nhất.

2.Thách thức

Yêu cầu thiết kế bao gồm:

· Khuôn đế giữa trực tiếp đúc khuôn bằng nhôm AlSi10Mg — Giảm 50% thời gian chu kỳ thông qua các kênh làm mát đồng dạng bên trong

· Khuôn đế ngoài bằng thép MS1 (1.2709) — Độ cứng HRC 50–55 sau khi ủ, bề mặt mài gương cho đúc EVA / TPU

· Khuôn đế ngoài đục lỗ bằng thép không gỉ 316L — Hơn 1000 lỗ chính xác, chống ăn mòn cho dịch tạo bọt

· Khuôn giày (phần trên) bằng thép không gỉ 316L — Hình học cụ thể cho từng kích thước, với hoa văn đục lỗ lưới cho việc định hình phần trên

· Tất cả bốn loại khuôn được giao trong vòng 4 tuần, sẵn sàng cho thử nghiệm mẫu đầu tiên

· Nền tảng đa hợp kim: mỗi khuôn phù hợp với nhiệm vụ cụ thể (nhôm cho chu kỳ nhanh, MS1 cho mài mòn áp suất cao, 316L cho chống ăn mòn / vệ sinh)

· 100% tự do thiết kế — lõi lưới, làm mát đồng dạng, mảng ghim in như các tính năng đồng nhất không cần lắp ráp

3. Giải pháp

Bốn loại khuôn được thiết kế như các bộ phận đồng nhất, mỗi loại phù hợp với chu kỳ làm việc cụ thể, và được sản xuất bằng Độ chảy laser có chọn lọc (SLM) bằng ba loại hợp kim khác nhau. Khuôn đệm giữa trực tiếp đúc khuôn được in bằng nhôm AlSi10Mg với các kênh làm mát đồng dạng bên trong được tối ưu hóa拓扑 — thời gian làm mát giảm từ 120 giây xuống 60 giây, giảm thời gian chu kỳ mà thương hiệu đang tìm kiếm. Khuôn đế ngoài hai khoang với mảng ghim được in bằng thép MS1 (1.2709), sau đó được ủ đến độ cứng HRC 50–55 và mài gương trên bề mặt mài mòn để đúc trực tiếp EVA / TPU.Khuôn đế giày có lỗ được in bằng thép không gỉ 316L với hơn 1000 lỗ chính xác, khả năng chống ăn mòn cần thiết cho dịch vụ chất tạo bọt. Khuôn giày được in bằng thép không gỉ 316L với hình học đặc thù cho từng bệnh nhân tùy theo kích cỡ giày, với họa tiết lưới lỗ cho đường hình thành phần trên.

Mỗi khuôn được giao với công thức xử lý sau riêng: khuôn đế giữa nhôm được xử lý ứng suất và phun bi; khuôn đế ngoài MS1 được ủ đến HRC 50-55 và đánh bóng gương trên mặt mài; khuôn đế ngoài 316L được thụ động hóa theo ASTM A967 và đánh bóng điện trên các lỗ; khuôn giày 316L được phun bi đến độ bóng satin đồng nhất. Tất cả bốn khuôn được giao trong 2-4 tuần, so với thời gian chờ 12-16 tuần của các khuôn nhôm gia công CNC truyền thống.

 

Hình 1: Khuôn đun chảy trực tiếp AlSi10Mg midsole in bằng SLM — các kênh làm mát nội hình (giảm 50% thời gian chu kỳ)

 

Hình 2: Cùng khuôn midsole AlSi10Mg — mặt khoang cho thấy cấu trúc lattice và texture pin-array được xây dựng

 

Hình 3: Cặp khuôn đế ngoài MS1 (1.2709) thép maraging in bằng SLM (trái/phải) — khoang pin-array, HRC 50-55 sau khi ủ, mặt mài đánh bóng gương

 

Hình 4: Cùng cặp khuôn đế ngoài MS1 — góc nhìn cho thấy bố trí ghim đẩy và cấu trúc thép maraging liền khối

 

Hình 5: Khuôn đế ngoài MS1 in bằng SLM — cận cảnh khoang pin-array và chuyển tiếp lattice/texture

 

Hình 6: Khuôn đế ngoài MS1 in bằng SLM — góc nhìn ngược cho thấy các kênh chảy và định tuyến đường làm mát

 

Hình 7: Khuôn đế xốp lỗ đục bằng công nghệ in 3D SLM thép không gỉ 316L — Hơn 1000 lỗ đục chính xác, chống ăn mòn cho dịch tạo bọt

 

Hình 8: Khuôn đế giữa in 3D SLM bằng hợp kim AlSi10Mg với hoa văn lưới chéo kim cương (kiểu UGG) và viền đế — Sẵn sàng cho phun trực tiếp

 

Hình 9: Khuôn đế giữa in 3D SLM bằng hợp kim AlSi10Mg — Góc nhìn nghiêng cho thấy hoa văn lưới chéo kim cương và viền đế tích hợp

 

Hình 10: Khuôn đế trên (phần trên) giày in 3D SLM bằng thép không gỉ 316L — Hình học riêng cho từng kích thước theo yêu cầu, hoa văn lỗ đục lưới, mã sản phẩm được đánh dấu 3D trong quá trình in

 

4. Kết Quả

· Giảm 50% thời gian chu kỳ — thời gian làm mát đệm giữa 120 s → 60 s qua làm mát AlSi10Mg

· 4 loại khuôn, 3 hợp kim — AlSi10Mg, MS1, 316L — mỗi loại phù hợp với công dụng cụ thể

· Thời gian giao hàng 2-4 tuần — so với12-16 tuần cho CNC nhôm, thử nghiệm mẫu đầu tiên trong 30 ngày

· 1000+ lỗ chính xác — khuôn đế ngoài 316L, chống ăn mòn cho dịch vụ đúc

· khuôn cứng HRC 50–55 — khuôn đế ngoài MS1, đánh bóng gương để tiêm EVA/TPU trực tiếp

· Xây dựng đồng nhất — không có chèn hàn, không có đường làm mát hàn, không có sai lệch lắp ráp

· Last dành riêng cho bệnh nhân — khuôn last 316L, một hình học cho mỗi kích cỡ giày, lỗ lưới cho việc tạo phần trên

· Giảm 80% thời gian chờ — 4 tuần trung bình trên tất cả bốn loại khuôn, so với cơ sở CNC 16 tuần

“Chúng tôi đã ra mắt lưới đế giữa mới và đế ngoài mới trong 30 ngày, không phải 4 tháng. Nhôm cho chu kỳ nhanh, MS1 cho độ mài mòn, thép không gỉ cho dịch vụ đúc — ba hợp kim, một chuỗi cung ứng, một quy trình CAD.”

 

Vật liệu: Nhôm AlSi10Mg  |  Thép MS1 (1.2709)  |  Thép không gỉ 316L  |  Quy trình: In 3D kim loại SLM  |  Ứng dụng: Khuôn giày đa vật liệu

@