應(yīng)用案例:金屬3D打印隨形冷卻模具,產(chǎn)品冷卻時(shí)間減少48%
魔猴君 行業(yè)資訊 2105天前
在注塑模具行業(yè),金屬3D打印技術(shù)可以有效縮短模具冷卻時(shí)間,提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率,如今再一次得到了印證。如今的金屬3D打印技術(shù),將注塑產(chǎn)品冷卻時(shí)間從25秒縮短至13秒,減少48%,并具有平滑的流道,更快的流量和更高的冷卻效率。
▲左圖為汕頭瑞祥采用3D打印制作的隨形冷卻模具鑲件,右圖為3D打印模具生產(chǎn)的汽車后座安全內(nèi)扣
金屬3D打印模具鑲件優(yōu)勢(shì):
注塑產(chǎn)品冷卻時(shí)間從25秒縮短至13秒,減少48%;
模具鑲件占整套模具的冷卻效率,從15%提升至22%,提升6.58%;
產(chǎn)品積熱區(qū)域由原來的68.38℃下降到了31.74℃;
在引進(jìn)金屬3D打印技術(shù)之前,其傳統(tǒng)的模具冷卻方式是在模具中鉆孔,以形成網(wǎng)狀冷卻液通道。由鉆孔方式形成的通道其幾何形狀會(huì)受到限制,對(duì)于比較簡(jiǎn)單的模具,這種冷卻方式可以達(dá)到預(yù)期效果,但對(duì)于更為復(fù)雜的模具,冷卻效果就會(huì)大打折扣。
據(jù)魔猴網(wǎng)了解,2017年金屬3D打印解決方案,生產(chǎn)隨形冷卻模具。3D打印制造方式十分靈活,這意味著模具中冷卻液通道的復(fù)雜性幾乎不受限制。一般情況下,模具內(nèi)的隨形冷卻通道可保持與模具壁的距離均等,能更貼近產(chǎn)品內(nèi)壁及增大冷卻面積,因此冷卻效果更加均勻;或者在模具內(nèi)熱點(diǎn)集中的區(qū)域,可加大隨形冷卻通道的密集度,以此為這些區(qū)域提供更快速的冷卻。
▲左圖為傳統(tǒng)模具流道(V型水路插件),右圖為3D打印隨形冷卻流道(異形水路插件及水路)
傳統(tǒng)模具 VS 3D打印模具
冷卻溫度分析對(duì)比
為了測(cè)試傳統(tǒng)模具與隨形冷卻模具溫度對(duì)比,采用馬路科技Moldex 3D軟件進(jìn)行模擬測(cè)試,并選擇一個(gè)典型區(qū)域作為感測(cè)節(jié)點(diǎn),在這個(gè)位置附近區(qū)域傳統(tǒng)水路難以冷卻,易形成積熱區(qū)。
圖中以不同顏色顯示當(dāng)下的塑件溫度分布情形,三維計(jì)算可以得到三度空間的溫度分布,在塑件表面接近模溫,因此通常顯示低溫狀態(tài)。模擬測(cè)試結(jié)果顯示,加了異形水路之后,圖中積熱區(qū)域由原來的68.38℃下降到了31.74℃,降幅約36.64℃。
備注:水路模擬測(cè)試設(shè)置基數(shù):模具溫度35℃,塑料溫度259℃
▲灰色線代表傳統(tǒng)水路溫度變化路徑,藍(lán)色線代表3D打印隨形冷卻水路溫度變化路徑。由圖可看出,在同樣的時(shí)間內(nèi),傳統(tǒng)水路內(nèi)部1mm處溫度為99.6℃,3D打印異形水路1mm處溫度為77℃,由此可證明3D打印隨形冷卻模具冷卻時(shí)間更快。
▲從異形水路和傳統(tǒng)水路溫度剖面對(duì)比可看出,使用異形水路的位置,模穴溫度已經(jīng)明顯降低,溫度下降約38.8℃。
▲圖中數(shù)據(jù)代表成形周期中透過各水管吸收熱量的百分比(效率),可看出,冷卻效率從15.71%提升至22.298%.
生產(chǎn)效率對(duì)比
每個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)周期需經(jīng)歷鎖模、射膠、保壓、冷卻、開模、頂針等多道工序,傳統(tǒng)模具生產(chǎn)總耗時(shí)約43.6秒,而3D打印隨形冷卻模具則大大縮短冷卻時(shí)間,將總耗時(shí)降低至31.6秒,生產(chǎn)效率縮短27.5%。
(單位:秒)
利用3D打印技術(shù)可以制造具有特殊結(jié)構(gòu)的模具,這是傳統(tǒng)制造方法難以實(shí)現(xiàn)的,也是3D打印技術(shù)在模具行業(yè)應(yīng)用中的一大亮點(diǎn)。更短的生產(chǎn)周期,更復(fù)雜的幾何形狀,以及降低最終成本的能力,3D打印技術(shù)更有利企業(yè)服務(wù)客戶定制想要的產(chǎn)品。