Quins avantatges té la impressió 3D metàl·lica al sistema de refrigeració dels motlles d’injecció?

1. Un gran guany en l'eficiència de refrigeració: des de "refredament lineal" fins a "cavitat encaixada"
El sistema tradicional de refrigeració de motlles d'injecció sol utilitzar un disseny de perforació recte o creuat. El pipeline de refrigeració té problemes per arribar a la superfície corbada de la cavitat del motlle, cosa que significa que els punts locals (com les parets primes i les cantonades) no tenen prou refrigeració, i el temps de refrigeració global s’ha d’allargar per mantenir la temperatura uniforme. Per exemple, fer para -xocs d’automòbils amb receses profundes o costelles complicades amb sistemes de refrigeració típics pot afegir un 20% al 30% al temps de cicle i un 40% al 60% a l’ús d’energia.
La capa per apilament de capa fa possible la impressió 3D de metall. Podeu fer canals d’aigua en espiral, dendrític o de refrigeració conformals que s’ajusten a la forma de la cavitat del motlle. Això assegura que l’espai entre el medi de refrigeració i la superfície del motlle és el mateix al voltant (amb una inexactitud inferior a 0,5 mm). Això es desprèn dels "punts cecs de refrigeració" que els forats rectes no poden cobrir. A tall d’exemple, el motlle de canonades d’automòbils de B&J Specialty mostra com 3D Systems 'Prox® La màquina DMP 300 fabricades de refrigeració conformal, que van reduir el temps de refrigeració de 60 segons a 40 segons. Això va fer que la producció fos un 30% més eficient. La temperatura superficial del motlle també va canviar menys, passant de 132 a 18 graus. Això va reduir molt la possibilitat de deformar -se.
El circuit d’aigua de refrigeració conformal també pot millorar la distribució de la velocitat del flux mitjançant la simulació de la dinàmica de fluids, que és encara més significativa. Per exemple, un determinat motlle de caixa electrònica utilitza un disseny de secció variable de creu - (amb un diàmetre d’entrada de 8mm i un diàmetre final de 5mm) per mantenir el diferencial de temperatura superficial del motlle sota ± 3 graus. Els motlles tradicionals, en canvi, normalment tenen una diferència de temperatura de ± 8 graus. Aquest refredament fins i tot ajuda a reduir la tensió interna en les parts modelat -, cosa que pot fer -les més fortes i durar més.
2.
El cost inicial deImpressió 3D de metallEquipament (com SLM Solutions Equipment, que costa uns 5 milions de iuans) i els materials de pols metàl·lics (com l’acer inoxidable martensític, que costa 800-1200 iuan/kg) és relativament elevat. Tot i això, els avantatges del cost del cicle de vida complet queden molt clars en la producció massiva:
Millora de la taxa d’ús del material: la taxa d’ús de materials de fabricació subtractius tradicionals és inferior al 45%. No obstant això, la tecnologia "Near Nett Forming" ha augmentat la taxa d'ús de materials d'impressió 3D fins a gairebé el 85%. Per exemple, una empresa que fabrica peces per a avions utilitza insercions de refrigeració impreses en 3D, que van reduir la quantitat de material utilitzat de 12 kg a 3,2 kg i el cost per peça en un 73%.
Reduir els costos de l’ús i el manteniment d’energia: millorar l’eficiència de refrigeració redueix la quantitat de medi de refrigeració necessària del 30% al 50% i també fa que la unitat de refrigeració funcioni menys. Si teniu un projecte de modelat per injecció que fa 1 milió de peces a l'any, reduir el temps de refrigeració per a cada article en 10 segons us pot estalviar al voltant de 2777 hores a l'any, que és el mateix que afegir 1,5 unitats de capacitat d'equip.
Ampliant la vida d’un motlle: el refredament uniforme redueix els danys de fatiga tèrmica del motlle, cosa que pot afegir del 20% al 30% a la vida del motlle. Els motlles tradicionals tenen una durada aproximada de 500.000 vegades, però els motlles impresos en 3D poden durar 600.000 a 700.000 vegades, cosa que redueix el cost del motlle per a cada producte modelat per injecció en un lot.
3. Hi ha maneres interminables d’innovar les estructures, des de "canonades simples" fins a "integració funcional".
La impressió 3D metàl·lica obté els problemes estructurals que tenen els sistemes tradicionals de refrigeració i fa possibles els nous dissenys següents:
Refrigeració de microcanal: la tecnologia SLM pot imprimir canals de refrigeració amb diàmetres tan petits com a 1,4 mm, cosa que permet un control tèrmic molt precís. Per exemple, el disseny de microcanal d’un motlle de connector de catèter mèdic fa que el refredament del 60% sigui més eficaç, evitant dificultats amb degradació que pot passar quan el refredament no és suficient.
La impressió 3D pot combinar alta - acer de força i alta - Aliatges de conductivitat tèrmica (com els aliatges de coure) per fer estructures de material gradient. Un motlle electrònic específic de 3C utilitza un circuit d’aigua de refrigeració fabricat en acer inoxidable i coure. Aquest circuit té una conductivitat tèrmica de 2 a 3 vegades més gran que la de l’acer H13 ordinari i una eficiència de refrigeració que és un 40% superior.
Integració de la funció transpirable: El tercer - Generació del mètode d'acer transpirable del làser pot fer una obertura de 0,04 mm i permetre que l'aire flueixi en totes les direccions, desfer -se del problema del gas que s'enganxa en motlles. Afegint una capa porosa a la part inferior de la placa de costella, un motlle de formació assistit de gas- específic baixa la taxa de contracció superficial de les parts modelat per injecció del 8% al 2%.
4. El futur de l'adaptació intel·ligent passarà de "Experience - conduït" a "Data - conduït."
La millora intel·ligent dels sistemes de refrigeració està impulsada per la combinació d’impressió 3D metàl·lica i tecnologia digital.
Optimització de simulacions tancades - bucle: es pot utilitzar un programari com Cimatron i MoldEx3D per simular la ruta de refrigeració, cosa que us pot ajudar a endevinar com la temperatura es propagarà i millorarà el disseny. Després de portar els fitxers de motlle de Cimatron a MoldEx3D, els enginyers especialitzats en B&J van poder baixar el canvi de temperatura per 86% i reduir el nombre d’assaigs de motlle mitjançant la simulació.
Control de refrigeració adaptativa: el sistema de refrigeració d’impressió 3D pot comprovar la temperatura del motlle en temps real i canviar la configuració de refrigeració segons sigui necessari quan s’utilitza amb tecnologia IoT. Un fabricant de motlles alemany ha millorat l'eficiència de refrigeració dels seus sistemes en línia posant sensors al circuit d'aigua de refrigeració. Això ha reduït els temps d’inactivitat d’un 60%.
Capacitat per iterar ràpidament: Durant la nova fase de desenvolupament de productes, la impressió 3D ajuda a accelerar l’optimització de bucles tancat - de la “iteració de prova d’impressió de disseny”. Una nova empresa que fabrica mòduls de bateries per a vehicles elèctrics utilitzava impressió 3D per fer plaques de refrigeració i va passar per tres rondes de canvis de disseny en tres dies. Això va fer que el sistema de refrigeració fos un 35% més eficient.