應用案例：金屬3D打印隨形冷卻模具，產品冷卻時間減少48%
時間：2019-03-19 13:47 來源：南極熊 作者：中國3D打印網 閱讀：次
在注塑模具行業，金屬3D打印技術可以有效縮短模具冷卻時間，提高產品生產效率，如今再一次得到了印證。汕頭市瑞祥模具有限公司采用華曙高科金屬3D打印技術，將注塑產品冷卻時間從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。
使用華曙高科金屬3D打印模具鑲件優勢：
注塑產品冷卻時間從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%；
產品積熱區域由原來的68.38℃下降到了31.74℃；
汕頭市瑞祥模具有限公司是一家主要從事快速模具、注塑模具、模具加工與制造的民營股份制公司，為廣汽本田、東風本田、廣汽豐田、東風日產和廣汽乘用車公司等多家國內知名汽車制造商的二級供應商。
在引進金屬3D打印技術之前，其傳統的模具冷卻方式是在模具中鉆孔，以形成網狀冷卻液通道。由鉆孔方式形成的通道其幾何形狀會受到限制，對于比較簡單的模具，這種冷卻方式可以達到預期效果，但對于更為復雜的模具，冷卻效果就會大打折扣。
2017年，瑞祥模具采用華曙高科金屬3D打印解決方案，生產隨形冷卻模具。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雜性幾乎不受限制。一般情況下，模具內的隨形冷卻通道可保持與模具壁的距離均等，能更貼近產品內壁及增大冷卻面積，因此冷卻效果更加均勻；或者在模具內熱點集中的區域，可加大隨形冷卻通道的密集度，以此為這些區域提供更快速的冷卻。
冷卻溫度分析對比
為了測試傳統模具與隨形冷卻模具溫度對比，采用馬路科技Moldex 3D軟件進行模擬測試，并選擇一個典型區域作為感測節點，在這個位置附近區域傳統水路難以冷卻，易形成積熱區。
圖中以不同顏色顯示當下的塑件溫度分布情形，三維計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。模擬測試結果顯示，加了異形水路之后，圖中積熱區域由原來的68.38℃下降到了31.74℃，降幅約36.64℃。
[生產效率對比
每個產品生產周期需經歷鎖模、射膠、保壓、冷卻、開模、頂針等多道工序，傳統模具生產總耗時約43.6秒，而3D打印隨形冷卻模具則大大縮短冷卻時間，將總耗時降低至31.6秒，生產效率縮短27.5%。
▲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打印模具生產的汽車后座安全內扣
使用華曙高科金屬3D打印模具鑲件優勢：
注塑產品冷卻時間從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%；
產品積熱區域由原來的68.38℃下降到了31.74℃；
汕頭市瑞祥模具有限公司是一家主要從事快速模具、注塑模具、模具加工與制造的民營股份制公司，為廣汽本田、東風本田、廣汽豐田、東風日產和廣汽乘用車公司等多家國內知名汽車制造商的二級供應商。
2017年，瑞祥模具采用華曙高科金屬3D打印解決方案，生產隨形冷卻模具。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雜性幾乎不受限制。一般情況下，模具內的隨形冷卻通道可保持與模具壁的距離均等，能更貼近產品內壁及增大冷卻面積，因此冷卻效果更加均勻；或者在模具內熱點集中的區域，可加大隨形冷卻通道的密集度，以此為這些區域提供更快速的冷卻。
▲左圖為傳統模具流道（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），采用18Ni300材料及華曙高科金屬3D打印設備FS271M生產
傳統模具 VS 3D打印模具 為了測試傳統模具與隨形冷卻模具溫度對比，采用馬路科技Moldex 3D軟件進行模擬測試，并選擇一個典型區域作為感測節點，在這個位置附近區域傳統水路難以冷卻，易形成積熱區。
備注：水路模擬測試設置基數：模具溫度35℃，塑料溫度259℃
▲灰色線代表傳統水路溫度變化路徑，藍色線代表3D打印隨形冷卻水路溫度變化路徑。由圖可看出，在同樣的時間內，傳統水路內部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間更快。
▲從異形水路和傳統水路溫度剖面對比可看出，使用異形水路的位置，模穴溫度已經明顯降低，溫度下降約38.8℃。
▲圖中數據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%.
[生產效率對比
每個產品生產周期需經歷鎖模、射膠、保壓、冷卻、開模、頂針等多道工序，傳統模具生產總耗時約43.6秒，而3D打印隨形冷卻模具則大大縮短冷卻時間，將總耗時降低至31.6秒，生產效率縮短27.5%。
（單位：秒）
利用3D打印技術可以制造具有特殊結構的模具，這是傳統制造方法難以實現的，也是3D打印技術在模具行業應用中的一大亮點。更短的生產周期，更復雜的幾何形狀，以及降低最終成本的能力，3D打印技術更有利企業服務客戶定制想要的產品。
(責任編輯：admin)
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