复杂模具中随形冷却道设计为什么离不开3D打印?

发表于 2017-8-2 15:59:11 显示全部楼层 0 4443

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模具素有"工业之母"的称号,作为传统注塑和冲压产品的基础,模具在规模经济大行其道的时代不可或缺,而随着3D打印这种直接成型方式的出现,模具“工业之母”的地位似乎变得不再那么不可动摇。
  
但今天要说颠覆还为时过早:首先,在标准化、大规模的制造业中单个制造的3D打印不具备经济优势;其次,3D打印成品的强度和抗冲击性能普遍比不上传统注塑和冲压产品。
  
尽管如此,3D打印依旧能在模具行业占有一席之地,其中最被模具制造商所接受的便是将3D打印应用于含有随行冷却道的金属模具中。
  
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原因何在?
  
在传统注塑过程中,模具温度直接影响着注塑制品的质量和生产效率,其中热残余应力容易在以下两个阶段产生:一是注塑制品在型腔中的冷却阶段,二是注塑制品从脱模温度冷却到室温的阶段。因此对模具的温度控制就变得尤为重要,它主要通过模具的冷却系统来进行适当的控制和调节。
  
传统模具冷却水路主要采用钻孔的常规加工方法,所以设计的注塑模具冷却水路主要是直线型;水路还受到顶出系统、抽芯机构、镶拼结构、骨位等的约束限制,因此模具本身的结构特征也严重的制约着冷却水道的分布、大小和数量。
  
随形冷却就成为了复杂模具设计的首选方式,这时以成型复杂几何形状为优势的3D打印也有了极大的用武之地。
  
典型案例:
  
上海悦瑞三维科技所做的注塑模具模芯-汽车腔道模具
  
要求:降低汽车塑料制品的生产成本,优化冷却流道和喷嘴工艺,缩短注塑冷却时间,提高产品质量
  
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方案效果:
  
贴合浇口壁面的随形水路设计,为浇口位置提供优异冷却速度,冷却时间从24秒降到了7.5秒,冷却时间减少了68%,提高生产效率。
  
少量的加工余量,减少了材料消耗和加工时间
  
平均注塑温度从95度下降到68度
  
温度梯度从12度下降到4度
  
模具拖花率从60%下降为0
  
生产率提高到每分钟3个
  
如何应用?
  
如何将3D打印完美整合进复杂模具随形冷却道设计中,在2016年11月30日-12月2日的上海Inside3D打印产业全球高峰论坛上,来自国内外的专家将以此进行阐述,例如,北京易加三维科技有限公司总经理冯涛便以题为《复杂内冷却流道模具的3D打印》紧扣此应用热点。
  
据悉,使用3D打印技术,冷却通道可以被设计成复杂的异形,管道直径可以不断变化,根据冷却要求,横截面也可以是椭圆形或者方形。使用正确的计算和冷却分析可以极大地优化模具冷却方式,可让冷却时间更短、冷却效果更均匀,大幅提高生产效率的同时有效减少翘曲变形、开裂飞边、气泡砂眼等产品缺陷出现的概率,显著提升最终产品的质量与成品率。

来源:中国机床商务网
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