Quais são as vantagens da impressão 3D de metal no sistema de resfriamento de moldes de injeção?

1. Um enorme ganho em eficiência de resfriamento: de "resfriamento linear" a "cavidade de ajuste"
O sistema de resfriamento tradicional de molde de injeção geralmente usa um design de perfuração reto ou cruzado. O pipeline de resfriamento tem problemas para alcançar a superfície curva complicada da cavidade do molde, o que significa que pontos de acesso locais (como paredes e cantos finos) não sofrem resfriamento suficiente, e o tempo geral de resfriamento deve ser prolongado para manter a temperatura uniforme. Por exemplo, fazer pára -choques de automóveis com recessos profundos ou costelas complicadas usando sistemas de resfriamento típicos podem adicionar 20% a 30% ao tempo de ciclo e 40% a 60% ao uso de energia.
A camada por empilhamento de camadas torna possível a impressão 3D de metal. Você pode fazer canais de água de resfriamento em espiral, dendríticos ou conformes que se encaixam na forma da cavidade do molde. Isso garante que o espaço entre o meio de resfriamento e a superfície do molde seja o mesmo durante todo o caminho (com uma imprecisão inferior a 0,5 mm). Isso se livra dos "pontos cegos refrescantes" que os orifícios retos não podem cobrir. Como exemplo, o molde de pipeline automotivo da B&J Specialty mostra como o 3D Systems 'Prox® the DMP 300 Machine fabricou inserções de resfriamento conforme, que reduziram o tempo de resfriamento de 60 segundos para 40 segundos. Isso tornou a produção 30% mais eficiente. A temperatura da superfície do molde também mudou menos, passando de 132 a 18 graus. Isso reduziu bastante a chance de deformar.
O circuito de água de resfriamento conforme também pode melhorar a distribuição da velocidade de fluxo através da simulação de dinâmica de fluidos, o que é ainda mais significativo. Por exemplo, um certo molde de caixa eletrônico usa um projeto de seção cruzado variável - (com um diâmetro de entrada de 8 mm e um diâmetro final de 5 mm) para manter o diferencial de temperatura da superfície do molde em ± 3 graus. Os moldes tradicionais, por outro lado, normalmente têm uma diferença de temperatura de ± 8 graus. Esse refrigeração ajuda a diminuir a tensão interna na injeção - moldada, o que pode torná -las mais fortes e durar mais.
2. Otimização de custos do ciclo de vida inteira: passando de "alto investimento inicial" a "long - benefícios do termo"
O custo inicial deImpressão 3D de metalO equipamento (como o equipamento SLM Solutions, que custa cerca de 5 milhões de yuans) e materiais de metal em pó (como o aço inoxidável martensítico, que custa 800-1200 yuan/kg) é relativamente alto. No entanto, suas vantagens completas de custo do ciclo de vida se tornam muito claras na produção em massa:
Melhoria na taxa de uso do material: A taxa de uso dos materiais de fabricação subtrativa tradicional é inferior a 45%. No entanto, a tecnologia "Near Nett formation" aumentou a taxa de uso de materiais de impressão 3D para quase 85%. Por exemplo, uma empresa que fabrica peças para aviões emprega inserções de resfriamento impresso em 3D, que reduzem a quantidade de material usado de 12 kg para 3,2 kg e o custo por peça em 73%.
Redução dos custos de uso e manutenção de energia: melhorar os cortes de eficiência de resfriamento a quantidade de meio de resfriamento necessária em 30% a 50% e também torna a unidade de refrigeração trabalhar menos. Se você tiver um projeto de moldagem por injeção que produz 1 milhão de peças por ano, cortar o tempo de resfriamento para cada item em 10 segundos pode economizar cerca de 2777 horas por ano, o que é o mesmo que adicionar 1,5 unidades de capacidade de equipamento.
A prolongamento da vida útil de um molde: o resfriamento uniforme reduz os danos à fadiga térmica do molde, o que pode adicionar 20% a 30% à vida útil do molde. Os moldes tradicionais duram cerca de 500.000 vezes, mas os moldes impressos em 3D podem durar 600.000 a 700.000 vezes, o que reduz o custo do molde para cada produto moldado por injeção.
3. Existem inúmeras maneiras de inovar estruturas, de "pipelines simples" a "integração funcional".
A impressão 3D de metal supera os problemas estruturais que os sistemas de refrigeração tradicionais têm e possibilitam os seguintes novos projetos:
Resfriamento do microcanal: a tecnologia SLM pode imprimir canais de resfriamento com diâmetros tão pequenos quanto 1,4 mm, o que permite um controle térmico muito preciso. Por exemplo, o design do microcanal de um molde de conector do cateter médico torna o resfriamento 60% mais eficaz, evitando dificuldades com a degradação que podem acontecer quando o resfriamento não for suficiente.
A impressão 3D pode combinar alto - aço de força e alta - ligas de condutividade térmica (como ligas de cobre) para fazer estruturas de material gradiente. Um molde eletrônico 3C específico usa um circuito de água de resfriamento feito de aço inoxidável e cobre. Este circuito possui uma condutividade térmica 2 a 3 vezes maior que a do aço H13 comum e uma eficiência de resfriamento 40% maior.
Integração da função respirável: o terceiro método de laser -} geração de aço respirável pode fazer uma abertura de 0,04 mm e permitir que o ar flua em todas as direções, livrando -se do problema do gás estar preso em moldes. Ao adicionar uma camada porosa à parte inferior da placa nervosa, um molde de formação de gás específico - reduz a taxa de encolhimento da superfície de peças moldadas por injeção de 8% para menos de 2%.
4. O futuro da adaptação inteligente irá de "Experiência - acionada" para "dados - acionada".
A melhoria inteligente dos sistemas de refrigeração está sendo conduzida pela combinação de impressão 3D de metal e tecnologia digital.
Otimizando simulações fechadas - loop: software como cimatron e moldex3d pode ser usado para simular o caminho de resfriamento, o que pode ajudá -lo a adivinhar como a temperatura se espalhará e melhorará o design. Depois de trazer os arquivos de molde de Cimatron para o Moldex3D, os engenheiros especializados da B&J conseguiram diminuir a mudança de temperatura por 86}% e reduzir o número de ensaios de molde por simulação.
Controle de resfriamento adaptativo: o sistema de resfriamento de impressão 3D pode verificar a temperatura do molde em tempo real e alterar as configurações de resfriamento, conforme necessário quando usado com a tecnologia IoT. Uma fabricante alemã de moldes melhorou a eficiência de resfriamento de seus sistemas on -line, colocando sensores no circuito de água de resfriamento. Isso reduziu o tempo de inatividade do equipamento em 60%.
Capacidade de iterar rapidamente: Durante a fase de desenvolvimento de novos produtos, a impressão 3D ajuda a acelerar a otimização de loop de "1}}- de" Projeto iteração de teste de impressão ". Uma nova empresa que fabrica módulos de bateria para veículos elétricos usou a impressão 3D para fazer placas de resfriamento e passou por três rodadas de alterações de projeto em três dias. Isso tornou o sistema de refrigeração 35% mais eficiente.