Com aconseguir motlles de canals de refrigeració complexos mitjançant la impressió 3D de metall?

一, Limitacions dels canals de refrigeració típics: dos límits d'eficiència i qualitat
La tecnologia de perforació creuada s'utilitza per fer canals de refrigeració de motlles clàssics, i els criteris de disseny estan limitats per la recta que és el camí de mecanitzat. Per exemple, la superfície de separació del motlle del para-xocs de l'automòbil s'ha de perforar per oferir espai per al circuit d'aigua de refrigeració. Tanmateix, és difícil mantenir la mateixa distància entre el circuit d'aigua i la superfície de la cavitat del motlle, la qual cosa comporta grans variacions en el rendiment de refrigeració. Segons dades de la indústria, els motlles típics només es refreden entre el 30% i el 50% del temps que haurien de fer, i el refredament pot trigar fins al 70% del temps que es necessita per fer un motlle. Al voltant del 40% de la taxa de ferralla del producte és directament causada per un refredament desigual.
A més, fer motlles complicats implica processament i empalmament de blocs, cosa que no només fa més probable que es cometin errors durant el muntatge, sinó que també escurça la vida útil del motlle. Per exemple, un motlle per a una peça d'automòbil s'havia d'arreglar molt perquè el circuit d'aigua de refrigeració no deixava de bloquejar-se. Això va costar més de 2 milions de iuans a l'any per mantenir. Aquests problemes mostren com la mà d'obra convencional no sempre és la millor manera de fer-motlles de gamma alta.
2, Un gran pas endavant en la tecnologia d'impressió 3D de metall: la impressió 3D de metall permet "disseny lliure" i "emmotllament integrat" de canals de refrigeració mitjançant mètodes com la fusió làser selectiva (SLM) i la fusió de feix d'electrons (EBM). Les tres coses següents mostren els seus principals beneficis:
1. Graus de llibertat geomètrics: un riu irregular que s'adapta a la cavitat del motlle
El disseny del canal de refrigeració conforme supera els límits geomètrics de la perforació estàndard i pot canviar el curs d'aigua per adaptar-se a la curvatura de la superfície de la cavitat del motlle. Per exemple, les insercions de refrigeració conformes de Zhongrui Technology per a motlles d'electrodomèstics utilitzen programari de simulació per mantenir la distància entre el camí de l'aigua de refrigeració i la superfície de la cavitat del motlle dins de 2 mm. Això redueix el cicle d'emmotllament per injecció en un 35% i la taxa de deformació del producte en un 60%. Mitjançant la impressió 3D, Diamond Tool Company als Estats Units va canviar el diàmetre del canal d'aigua de refrigeració d'11,11 mm a 8 mm, mantenint l'àrea de la secció transversal-la mateixa. Això va fer que el cabal de refrigerant i l'eficiència d'intercanvi de calor fossin iguals.
2. Optimització de la topologia: fer les coses més lleugeres i combinar funcions
La impressió 3D de metall pot fer dissenys lleugers com estructures de gelosia, que utilitzen menys material alhora que són resistents. Per exemple, el canal de refrigeració de gelosia buida de Platinum per a motlles de fulles de motor d'avions redueix el pes en un 40% i millora l'eficiència de refrigeració fins a 2,3 vegades la dels dissenys estàndard. A més, la impressió 3D pot fer peces com broquets calents i mesons aïllants alhora, cosa que redueix els errors durant el muntatge. Si una empresa utilitza la impressió 3D per reduir el nombre de peces de broquet calent de 12 a 3, el temps que triga a unir-les es redueix un 80% i el problema de la bretxa que passa quan les coses s'expandeixen i es contrauen amb la calor es resol totalment.
3. Innovació de materials: com es poden utilitzar els aliatges d'alt rendiment de diferents maneres
La impressió 3D metàl·lica pot utilitzar una àmplia gamma de materials, com ara acer de motlle (com ara 18Ni300 i H13), aliatges d'alta -temperatura (com Inconel 718), aliatges d'alumini (com AlSi10Mg) i molt més, per satisfer les necessitats de diferents condicions de treball. Per exemple, la pols 18Ni300 de Jiangsu Weilari té un nivell d'oxigen inferior al 0,03%, una densitat de part impresa superior al 99,5% i una vida útil que és més del doble que la dels motlles típics. En l'àmbit dels vehicles de nova energia, una empresa utilitza la impressió 3D per fabricar carques de motor d'aliatge d'alumini amb canals de refrigeració en espiral. Això redueix el pes en un 50% i augmenta l'eficiència de la dissipació de calor en un 30%.
3, Ús industrial: des de la producció-alta fins a l'ús generalitzat
A tot el món s'han utilitzat motlles de refrigeració conformes per a la impressió 3D de metall i han tingut un gran impacte en l'economia i la qualitat dels productes.
1. Motlles d'injecció: un doble impuls de qualitat i eficiència
El motlle de sivella de seguretat del cotxe que utilitza Shantou Ruixiang Mold està imprès per l'equip Huashu High tech FS271M. Això redueix el temps de refrigeració de 25 segons a 13 segons, el cicle de producció d'una sola peça de 43,6 segons a 31,6 segons i augmenta l'eficiència en un 27,5%. L'eficiència de refrigeració de les insercions de motlle també ha augmentat del 15% al ​​22% i la taxa de certificació del producte és ara del 99,2%. Audi Germany ha reduït un 40 % el temps que es necessita per fabricar suports de motor d'aliatge d'alumini i un 25 % la quantitat d'energia que utilitza mitjançant la impressió 3D per fer insercions de motlle-de fosa a pressió.
2. Motlles de fosa a pressió: nous nivells de rendiment en situacions de molta calor
A la indústria de la fosa-d'aliatges de magnesi, una empresa fa nuclis de motlle amb acer de motlle imprès en 3D (CX). La vida útil del motlle ha augmentat de 80.000 vegades a 150.000 vegades, i el cost de cada peça s'ha reduït un 40%. 3La impressió D també pot fer canvis ràpidament als motlles. Amb la impressió de motlles de prova, una empresa que fabrica productes electrònics de consum redueix el temps que es necessita per fabricar nous articles de sis mesos a dos mesos.
3. Situacions especials: solucions a mida per a condicions molt dures
L'equip indi Octane Racing utilitza l'equip EOS M290-2 FLX per imprimir la carcassa del motor de la roda. Aquesta carcassa té un canal de refrigeració en espiral i només pesa 1,3 kg, que és un 50% menys que els dissenys tradicionals. També compleix els requisits de dissipació de calor per a altes temperatures de 600 graus. A la indústria mèdica, una determinada empresa ha augmentat la uniformitat de refrigeració al 98% mitjançant la impressió en 3D de motlles d'implants ortopèdics d'aliatge de titani. D'aquesta manera s'evita les esquerdes que es poden produir quan els motlles s'escalfen de manera tradicional.