Enjeksiyon kalıplarının soğutma sistemindeki metal 3D baskının avantajları nelerdir?

1. Soğutma verimliliğinde büyük bir kazanç: "doğrusal soğutma" dan "takma boşluğa" kadar
Geleneksel enjeksiyon kalıbı soğutma sistemi genellikle düz veya çapraz sondaj tasarımı kullanır. Soğutma boru hattı, kalıp boşluğunun karmaşık kavisli yüzeyine ulaşmakta güçlük çekiyor, bu da yerel sıcak noktaların (ince duvarlar ve köşeler gibi) yeterli soğutma alamadığı ve sıcaklığı eşit tutmak için genel soğutma süresinin uzatılması gerektiği anlamına geliyor. Örneğin, tipik soğutma sistemleri kullanarak derin girintilere veya karmaşık kaburgalara sahip otomobil tamponları yapmak, döngü süresine% 20 ila% 30 ve enerji kullanımına% 40 ila% 60 ekleyebilir.
Katmanla katman istifleme ile metal 3D baskıyı mümkün kılar. Kalıp boşluğunun şekline uyan spiral, dendritik veya konformal soğutma su kanalları yapabilirsiniz. Bu, soğutma ortamı ile kalıp yüzeyi arasındaki boşluğun tamamen aynı olmasını sağlar (0,5 mm'den az bir yanlışlık ile). Bu, düz deliklerin kaplayamayacağı "soğutma kör noktalarından" kurtulur. Örnek olarak, B&J SpecialTry's Automotive Boru Hattı kalıbı, 3D Systems 'Prox® DMP 300 makinesinin, soğutma süresini 60 saniyeden 40 saniyeden nasıl kesen konformal soğutma eklerini nasıl ürettiğini gösteriyor. Bu, üretimi% 30 daha verimli hale getirdi. Küfün yüzey sıcaklığı da 132 dereceden 18 dereceye kadar daha az değişti. Bu, çarpışma şansını büyük ölçüde düşürdü.
Konformal soğutma suyu devresi, akışlı dinamik simülasyonu yoluyla akış hızının dağılımını da iyileştirebilir, bu daha da önemlidir. Örneğin, belirli bir elektronik kasa kalıbı, kalıbın yüzey sıcaklığı farkını ± 3 derecenin altında tutmak için değişken bir çapraz - bölüm tasarımı (8 mm'lik bir giriş çapı ve 5 mm'lik bir uç çapında) kullanır. Geleneksel kalıplar ise normalde ± 8 derecelik bir sıcaklık farkına sahiptir. Bu bile soğutma, - kalıplanmış parçalardaki iç gerilimi düşürmeye yardımcı olur, bu da onları daha güçlü ve daha uzun sürebilir.
2. Tüm Yaşam Döngüsü Maliyet Optimizasyonu: "Yüksek İlk Yatırım" dan "Uzun - dönem Faydaları"
Başlangıç ​​maliyetiMetal 3D baskıEkipman (yaklaşık 5 milyon yuan'a mal olan SLM Solutions ekipmanı gibi) ve metal toz malzemeleri (800-1200 yuan/kg maliyeti olan martensitik paslanmaz çelik gibi) nispeten yüksektir. Bununla birlikte, tam yaşam döngüsü maliyet avantajları seri üretimde çok netleşiyor:
Malzeme kullanım oranında iyileşme: Geleneksel ekspresyon üretim malzemelerinin kullanım oranı%45'ten azdır. Ancak, "Nett Forming yakın" teknolojisi, 3D baskı malzemelerinin kullanım oranını neredeyse%85'e yükseltti. Örneğin, uçaklar için parça yapan bir şirket, 12 kg'dan 3.2 kg'a ve parça başına maliyeti%73 oranında düşüren 3D baskılı soğutma ekleri kullanır.
Enerji kullanımının ve bakım maliyetlerinin düşürülmesi: Soğutma verimliliğinin iyileştirilmesi,% 30 ila% 50 oranında ihtiyaç duyulan soğutma ortamının miktarını azaltır ve ayrıca soğutma ünitesinin daha az çalışmasını sağlar. Yılda 1 milyon parça yapan bir enjeksiyon kalıplama projeniz varsa, her bir ürün için soğutma süresini 10 saniye azaltmak, yılda 2777 saat tasarruf edebilir, bu da 1.5 birim ekipman kapasitesi eklemekle aynıdır.
Kalıp ömrünü uzatma: Düzgün soğutma, kalıp termal yorgunluk hasarını azaltır, bu da kalıbın ömrüne% 20 ila% 30 ekleyebilir. Geleneksel kalıplar yaklaşık 500.000 kez sürer, ancak 3D baskılı kalıplar 600.000 ila 700.000 kez dayanabilir, bu da her enjeksiyon kalıp ürününün kalıbının maliyetini çok fazla düşürür.
3. "Basit boru hatları" ndan "fonksiyonel entegrasyona" kadar yapıları yenilemenin sonsuz yolları vardır.
Metal 3D baskı, geleneksel soğutma sistemlerinin sahip olduğu yapısal problemleri aşar ve aşağıdaki yeni tasarımları mümkün kılar:
Mikrokanal soğutma: SLM teknolojisi, çok hassas termal kontrol sağlayan 1.4 mm kadar küçük çaplı soğutma kanallarını yazdırabilir. Örneğin, bir tıbbi kateter konektörü kalıbının mikrokanal tasarımı, soğutmayı% 60 daha etkili hale getirirken, soğutma yeterli olmadığında meydana gelebilecek bozulma zorluklarından kaçınır.
3D baskı, gradyan malzeme yapıları yapmak için yüksek - mukavemet çeliğini ve yüksek - termal iletkenlik alaşımlarını (bakır alaşımları gibi) birleştirebilir. Belirli bir 3C elektronik kalıp, paslanmaz çelik ve bakırdan yapılmış bir soğutma su devresi kullanır. Bu devre, sıradan H13 çeliğinden 2 ila 3 kat daha büyük bir termal iletkenliğe ve% 40 daha yüksek bir soğutma verimliliğine sahiptir.
Nefes alabilen fonksiyonun entegrasyonu: Üçüncü - Nesil nefes alabilen çelik yöntemi, 0.04 mm'lik bir diyafram oluşturabilir ve havanın kalıplara sıkışması probleminden kurtularak havanın her yöne akmasına izin verebilir. Kaburga plakasının tabanına gözenekli bir tabaka ekleyerek, kalıp oluşturma kalıplanmış parçaların yüzey büzülme oranını% 8'den% 2'den aza indirir.
4. Akıllı uyarlamanın geleceği "deneyim - tren" den "data - tahrik" e gidecek.
Soğutma sistemlerinin akıllı iyileştirilmesi, metal 3D baskı ve dijital teknoloji kombinasyonu tarafından yönlendirilmektedir.
Simülasyonları optimize etmek Kapalı - döngü: Cimatron ve Moldex3D gibi yazılımlar, sıcaklığın nasıl yayılacağını ve tasarımı nasıl geliştireceğini tahmin etmenize yardımcı olabilecek soğutma yolunu simüle etmek için kullanılabilir. Kalıp dosyalarını Cimatron'dan Moldex3D'ye getirdikten sonra, B&J uzman mühendisleri sıcaklık değişimini 86% ile azaltabildiler ve simülasyon yoluyla kalıp denemesi sayısını azaltabildiler.
Uyarlanabilir Soğutma Kontrolü: 3D baskı soğutma sistemi, kalıp sıcaklığını gerçek zamanlı olarak kontrol edebilir ve IoT teknolojisi ile kullanıldığında gerektiği gibi soğutma ayarlarını değiştirebilir. Bir Alman kalıp üreticisi, sensörleri soğutma su devresine koyarak çevrimiçi sistemlerinin soğutma verimliliğini geliştirdi. Bu, ekipman kesinti süresini%60 azalttı.
Hızlı yineleme yeteneği: Yeni ürün geliştirme aşaması sırasında, 3D baskı kapalı - döngü optimizasyonunun "tasarım baskısı test yinelemesi" nin hızlanmasına yardımcı olur. Elektrikli araçlar için pil modülleri yapan yeni bir şirket, soğutma plakaları yapmak için 3D baskı kullandı ve üç gün içinde üç tur tasarım değişikliğinden geçti. Bu, soğutma sistemini% 35 daha verimli hale getirdi.