开启工具创新之门：对话 AarKel 模具公司的 Vilas Ravindra Dulipeta

2024 年 10 月 30 日 | 阅读时间：5 分钟

在《Additive Snack Podcast》的一期精彩节目中，主持人 Fabian Alefeld 采访了 Vilas Ravindra Dulipeta，他是增材制造 AarKel Tool and Die 的增材制造 (AM) 部门。他们的讨论阐明了增材制造在工具行业中的变革作用，展示了 AarKel 作为主要潮流引领者的作用。

AarKel 成立于 1977 年，现已发展成为模具制造领域的全球巨头，在加拿大、墨西哥、印度和美国均设有办事处。AarKel 以其在塑料注塑模具和压铸应用方面的专业知识而闻名，一直在突破创新的界限，尤其是其集成了EOS M 400金属3D打印机等 AM 技术。

维拉斯早期接触增材技术的经历

维拉斯从小就对机械工程和汽车工业充满热情。

在成长过程中，他对汽车的热爱激发了他对机械工程的热情，他的 AM 之旅始于他在印度读本科期间。他参加了美国汽车工程师协会 (SAE) 大学生方程式赛车比赛，在那里他第一次接触到了3D 打印技术。

2010 年至 2012 年，维拉斯在快速成型课程中使用了 PLA 长丝打印机，亲身体验了这项技术如何彻底改变零部件的设计和生产。这种早期的接触为他未来的事业奠定了基础。

获得学士学位后，维拉斯在加拿大温莎大学攻读汽车工程硕士学位。在此期间，他加入了 AarKel Tool and Die 公司，并在该公司将增材制造技术融入传统模具工艺的过程中发挥了关键作用。

增材制造 AarKel：游戏规则改变者

AarKel 进军增材制造领域的旅程始于大约六年前，其动力源于公司始终站在新技术前沿的承诺。AarKel 最初专注于传统工具和模具制造，后来开始探索金属3D 打印作为增强其产品的一种方式。EOS 是世界领先的 AM 系统制造商之一，推出了 M 280 和 M 290 金属3D 当时，打印机开始出现，AarKel 看到了将这项技术应用于其压铸和注塑工艺的潜力。

转型并非一帆风顺。正如 Vilas 所解释的那样，EOS 机器的早期版本并非专门为加工或成型应用而设计，这要求 AarKel 调整该技术以适应其现有工艺。“我们必须弄清楚夹具、加工、库存余量和热处理，”Vilas 指出，并强调采用 AM 带来的陡峭学习曲线。

但 AarKel 坚持了下来。通过开发杂交等专有技术，该公司能够整合3D 打印插入传统模具。将 AM 与传统 CNC 加工相结合的能力开辟了新的可能性，使 AarKel 能够提高工具性能，同时降低成本和周期时间。

压铸革命3D 印刷插页

AarKel 通过 AM 引入的最重要创新之一是使用3D 打印压铸中的嵌件。传统压铸需要较长的冷却时间，这会大大降低生产速度。AarKel 的解决方案是什么？使用模具内的共形冷却通道设计3D 打印技术。这些冷却通道可以放置在更靠近芯片表面的位置，从而更有效地散热。

例如，典型的 100 秒冷却周期可以缩短几秒钟——在大批量生产环境中节省宝贵的时间。在数千个零件的过程中，这几秒钟可以转化为巨大的生产率提升。维拉斯指出，从 5 英寸立方体到 12 英寸插入件的零件都可以3D 打印以适应需要更精确冷却的模具特定区域，从而提高效率和产品质量。

BMW 案例研究：刀片寿命加倍

Vilas 分享了一个引人注目的案例研究，其中 AarKel 介绍了3D 打印插入 BMW 减震塔模具。原始插入件存在孔隙率和模具焊接问题，在大约 50,000 到 60,000 个生产周期后需要频繁维护。通过切换到3D 打印插入图，AarKel 能够将模具的使用寿命延长至 100,000 个循环以上 — — 使其效率加倍并显著缩短生产时间。

然而，这项创新带来了意想不到的转折。新嵌件的冷却效率非常高，以至于它们开始在模具中产生冷点，这需要 AarKel 微调水流以实现最佳性能。本案例研究强调了创新与改进新工艺的挑战之间的平衡。

利用 AM 创新注塑成型

除了压铸之外，AarKel 还在将 AM 应用于注塑成型方面取得了长足进步，专注于解决常见的气体陷阱等问题。传统上，注塑成型中的气体陷阱会在最终的塑料部件中产生缺陷。AarKel 的方法是使用工程孔隙度开发通风解决方案——在模具内设计战略性多孔槽，让滞留的气体逸出而不会损害塑料的完整性。

在某些情况下，AarKel 将这种排气技术与保形冷却相结合，创造出一种既能调节温度又能更好地排出气体的两用插件。这种创新方法已被证明对汽车扬声器格栅等复杂部件特别有效，而这些部件因容易产生气阱而臭名昭著。

克服 AM 的成本挑战

公司采用 AM 时面临的主要挑战之一是成本。 3D 打印尤其是金属加工，通常比传统的 CNC 加工更昂贵。然而，Vilas 解释说，AarKel 正在通过投资多激光系统（可加快生产时间）和采购更便宜的材料来解决这一问题。随着越来越多的公司进入 AM 领域，竞争正在压低原材料成本，使 AM 更容易被更广泛的行业所接受。

未来展望：AM 将成为工具标准

展望未来，Vilas 对 AM 在模具行业的未来持乐观态度。他认为，在未来五到七年内，AM 将成为 AarKel 制造流程的标准组成部分。随着打印机越来越大、材料越来越便宜、技术越来越完善，AM 将继续在降低成本、提高效率和实现更复杂的设计方面发挥关键作用。

“增材制造才是出路，”Vilas 自信地说道。AarKel 对 AM 的投资不仅是为了保持竞争力，更是为了推动行业的未来。