Was sind die Vorteile des Metall -3D -Drucks im Kühlsystem von Injektionsformen?

1. Ein enormer Gewinn der Kühlungseffizienz: Von "linearer Kühlung" zu "Anpassungshöhle"
Das herkömmliche Injektionsformkühlsystem verwendet normalerweise ein gerade oder Kreuzbohrdesign. Die Kühlpipeline hat Schwierigkeiten, die komplizierte gekrümmte Oberfläche des Formhohlraums zu erreichen, was bedeutet, dass lokale Hotspots (wie dünne Wände und Ecken) nicht genug Kühlung bekommen und die Gesamtkühlzeit verlängert werden muss, um die Temperatur sogar zu halten. Zum Beispiel kann die Herstellung von Stoßstangen mit tiefen Aussparungen oder komplizierten Rippen mit typischen Kühlsystemen 20% bis 30% zur Zykluszeit und 40% bis 60% zum Energieverbrauch erhöhen.
Schicht für Schichtstapel ermöglicht den 3D -Druck von Metall. Sie können spiralförmige, dendritische oder konforme Kühlwasserkanäle herstellen, die zur Form der Formhöhle passen. Dies stellt sicher, dass der Raum zwischen dem Kühlmedium und der Schimmelpilzoberfläche gleich um die gleiche ist (mit einer Ungenauigkeit von weniger als 0,5 mm). Dies wird die "kühlenden blinden Flecken" beseitigt, die gerade Löcher nicht bedecken können. Als Beispiel zeigt die Automobile -Pipeline -Form von B & J Specialty, wie 3D -Systeme Prox® die DMP 300 -Maschine konforme Kühleinsätze hergestellt haben und die Kühlzeit von 60 Sekunden auf 40 Sekunden verkürzt. Dadurch wurde die Produktion um 30% effizienter. Die Oberflächentemperatur der Form änderte sich ebenfalls weniger und verläuft von 132 Grad bis 18 Grad. Dies senkte die Wahrscheinlichkeit eines Verziehens stark.
Der konforme Kühlwasserkreis kann auch die Verteilung der Durchflussgeschwindigkeit durch Flüssigkeitsdynamiksimulation verbessern, was noch bedeutender ist. Beispielsweise verwendet eine bestimmte elektronische Gehäuseform eine variable Kreuzung - -Abschnitt (mit einem Einlassdurchmesser von 8 mm und einem Enddurchmesser von 5 mm), um die Oberflächentemperatur der Form unter ± 3 Grad zu halten. Traditionelle Formen hingegen haben normalerweise eine Temperaturdifferenz von ± 8 Grad. Diese gleichmäßige Kühlung hilft bei der Senkung der internen Spannung in der Injektion - geformte Teile, wodurch sie stärker und länger dauern können.
2. Optimierung der gesamten Lebenszykluskosten: von "hohe Anfangsinvestitionen" zu "Long - Term Nutzen" wechseln.
Die anfänglichen Kosten vonMetall 3D -DruckAusrüstung (wie SLM Solutions-Ausrüstung, die etwa 5 Millionen Yuan kostet) und Metallpulvermaterialien (wie martensitischer Edelstahl, der 800-1200 Yuan/kg kostet) ist relativ hoch. In der Massenproduktion werden jedoch die vollen Lebenszykluskostenvorteile sehr klar:
Verbesserung der Materialnutzungsrate: Die Verwendungsrate herkömmlicher subtraktiver Fertigungsmaterialien beträgt weniger als 45%. Die "nahe Netto -Forming" -Technologie hat die Nutzungsrate von 3D -Druckmaterialien jedoch auf fast 85%erhöht. Beispielsweise verwendet ein Unternehmen, das Teile für Flugzeuge herstellt, 3D -gedruckte Kühleinsätze, die die Menge an Material, die von 12 kg auf 3,2 kg verwendet wird, und die Kosten pro Stück um 73%reduziert.
Senkung der Energieverbrauchs- und Wartungskosten: Die Verbesserung der Kühlungseffizienz senkt die Menge des Kühlmediums um 30% bis 50% und macht die Kühleinheit weniger hart. Wenn Sie ein Injektionsformprojekt haben, bei dem 1 Million Teile pro Jahr hergestellt werden, können Sie die Kühlzeit für jeden Artikel um 10 Sekunden lang rund 2777 Stunden pro Jahr sparen, was dem Hinzufügen von 1,5 Einheiten der Gerätekapazität entspricht.
Verlängerung der Lebensdauer einer Form: Einheitliche Abkühlung schneidet die Schädigung des Schimmelpilzes ab, was die Lebensdauer der Form um 20% bis 30% erhöhen kann. Traditionelle Formen dauern etwa 500.000 Mal, aber 3D -gedruckte Formen können 600.000 bis 700.000 Mal dauern, was die Kosten der Form für jedes inspritzgeformte Produkt um viel senkt.
3.. Es gibt endlose Möglichkeiten, Strukturen zu innovieren, von "einfachen Pipelines" bis zu "funktionaler Integration".
Der Metall -3D -Druck überträgt die strukturellen Probleme, die herkömmliche Kühlsysteme haben, und ermöglicht die folgenden neuen Designs:
Mikrokanalkühlung: Die SLM -Technologie kann Kühlkanäle mit Durchmessern von nur 1,4 mm drucken, was eine sehr präzise thermische Steuerung ermöglicht. Zum Beispiel macht das Microchannel -Design eines medizinischen Katheteranschlussform die Kühlung von 60% effektiver und vermeidet Schwierigkeiten mit dem Abbau, der bei der Kühlung nicht ausreicht.
3D -Druck kann hoch - Festigkeitsstahl und hohe - Wärmeleitfähigkeitslegierungen (wie Kupferlegierungen) kombinieren, um Gradientenmaterialstrukturen herzustellen. Eine bestimmte elektronische 3C -Form verwendet einen Kühlwasserkreis aus Edelstahl und Kupfer. Diese Schaltung hat eine thermische Leitfähigkeit, die 2- bis 3 -mal höher ist als die von gewöhnlichem H13 -Stahl und eine Kühlungseffizienz von 40% höher.
Integration der atmungsaktiven Funktion: Die dritte {- Generierung der Atmungsstahl -Laser -Methode kann eine Apertur von 0,04 mm erzeugen und die Luft in alle Richtungen fließen lassen, wodurch das Problem, dass Gas in Formen steckt, los wird. Durch Hinzufügen einer porösen Schicht zum Boden der Rippenplatte senkt ein spezifisches Gas - unterstützte Form die Form der Oberflächenschrumpfungsrate von Injektionsrate von 8% auf weniger als 2%.
4. Die Zukunft der intelligenten Anpassung wird von "Experience - angetrieben" zu "Data - Driven" verlaufen.
Die intelligente Verbesserung der Kühlsysteme wird durch die Kombination aus Metall -3D -Druck und digitaler Technologie angetrieben.
Optimierung von Simulationen geschlossen - Schleife: Software wie Cimatron und MoldEx3D können verwendet werden, um den Kühlweg zu simulieren, wodurch Sie erraten können, wie sich die Temperatur ausbreitet und das Design verbessert. Nachdem die Formdateien von Cimatron in MoldEx3D gebracht hatten, konnten B & J -Spezialentwickler die Temperaturänderung um 86% senken und die Anzahl der Formversuche durch Simulation senkten.
Adaptive Kühlsteuerung: Das 3D -Druckkühlsystem kann die Formtemperatur in Echtzeit überprüfen und die Kühleinstellungen nach Bedarf bei der Verwendung mit IoT -Technologie ändern. Ein deutscher Schimmelpilzhersteller hat die Kühlungseffizienz seiner Online -Systeme verbessert, indem Sensoren in den Kühlwasserkreis gesteckt werden. Dies hat die Ausfallzeit von Geräten um 60%gesenkt.
Fähigkeit zur schnellen Iterate: Während der neuen Produktentwicklungsphase beschleunigt der 3D -Druck die Schleife von "Entwurfstest -Iteration". Ein neues Unternehmen, das Batteriemodule für Elektrofahrzeuge herstellt, verwendete 3D -Druck, um Kühlplatten herzustellen, und durchlief drei Runden von Designänderungen in drei Tagen. Dadurch wurde das Kühlsystem 35% effizienter.