Milyen előnyei vannak a fém 3D nyomtatásnak a fröccsöntő formák hűtési rendszerében?

1. óriási nyereség a hűtés hatékonyságában: a "lineáris hűtéstől" a "illesztő üreg" -ig
A hagyományos fröccsöntő penészhűtési rendszer általában egyenes vagy keresztfúrási kialakítást használ. A hűtési csővezetéknek nehézségekbe ütközik a penészüreg bonyolult ívelt felülete, ami azt jelenti, hogy a helyi hotspotok (mint például a vékony falak és a sarkok) nem kapnak elegendő hűtést, és az általános hűtési időt meg kell hosszabbítani, hogy a hőmérséklet egyenletes maradjon. Például, ha a tipikus hűtőrendszereket használó gépjármű -lökhárítókat mély mélyedéssel vagy bonyolult bordákkal készítik, 20–30% -ot adhatnak a ciklusidőhez, és 40% -ig 60% az energiafelhasználáshoz.
A rétegréteg egymásra rakás lehetővé teszi a fém 3D nyomtatást. Készíthet spirális, dendritikus vagy konformális hűtővíz -csatornákat, amelyek megfelelnek a penészüreg alakjának. Ez biztosítja, hogy a hűtő táptalaj és a penészfelület közötti tér egészen ugyanaz legyen (pontatlansága kevesebb, mint 0,5 mm). Ez megszabadul a "hűtő vak foltoktól", amelyeket az egyenes lyukak nem tudnak lefedni. Példaként a B&J Specialty autóipari csővezeték -penésze megmutatja, hogy a 3D Systems Prox® hogyan gyártotta a DMP 300 gépet, konformális hűtési betéteket, amelyek a hűtési időt 60 másodpercről 40 másodpercre vágják. Ez a termelést 30% -kal hatékonyabbá tette. A penész felületi hőmérséklete szintén kevesebbet változott, 132 fokról 18 fokra. Ez nagymértékben csökkentette a lehajlás esélyét.
A konformális hűtővíz áramkör javíthatja az áramlási sebesség eloszlását a folyadékdinamikai szimuláció révén is, ami még szignifikánsabb. Például egy bizonyos elektronikus tok formában egy változó keresztet használ a - szakasz kialakítása (a bemeneti átmérő 8 mm és a végátmérő 5 mm), hogy a penész felületi hőmérséklete ± 3 fok alatt maradjon. A hagyományos formák viszont általában ± 8 fokos hőmérsékleti különbséggel rendelkeznek. Ez az egyenletes hűtés elősegíti a belső feszültség csökkentését az injekcióban - öntött alkatrészeknél, amelyek erősebbé és hosszabb ideig tarthatnak.
2. Teljes életciklus -költség -optimalizálás: A "magas kezdeti beruházástól" a "hosszú- kifejezés előnyei" -re haladva
A kezdeti költségfém 3D -s nyomtatásA berendezések (például az SLM Solutions berendezések, amelyek körülbelül 5 millió jüanba kerülnek) és a fémpor anyagok (például a martenzitikus rozsdamentes acél, amely 800-1200 jüan/kg) viszonylag magas. A teljes életciklus -költségek előnyei azonban nagyon világossá válnak a tömegtermelésben:
Az anyaghasználat ütemének javítása: A hagyományos szubtraktív gyártási anyagok felhasználási aránya kevesebb, mint 45%. A "közeli nettó formázás" technológia azonban a 3D nyomtatási anyagok felhasználási arányát csaknem 85%-ra emelte. Például egy olyan vállalat, amely a repülőgépek alkatrészeit készíti, 3D nyomtatott hűtőbetéteket alkalmaz, amelyek 12 kg -ról 3,2 kg -ra és a darabonkénti költségeket 73%-kal csökkentik.
Az energiafelhasználás és a karbantartási költségek csökkentése: A hűtési hatékonyság javítása 30% -ról 50% -kal csökkenti a szükséges hűtőszék mennyiségét, és a hűtőegység kevésbé keményen működik. Ha van olyan fröccsöntési projektje, amely évente 1 millió darabot készít, akkor az egyes tételek hűtési idejét 10 másodpercre csökkentheti évente körülbelül 2777 órát, ami megegyezik az 1,5 egység berendezés kapacitásának hozzáadásával.
A penész élettartama meghosszabbítása: Az egységes hűtés csökkenti a penész hőkanárát, amely 20–30% -ot adhat a penész életéhez. A hagyományos formák körülbelül 500 000 -szer tartanak, de a 3D -s nyomtatott formák 600 000–700 000 alkalommal tarthatnak, ami sokszor csökkenti az egyes fröccsöntött termékek költségeit.
3. Végtelen módja van a struktúrák innovációjának, az "egyszerű csővezetékek" -től a "funkcionális integrációig".
A fém 3D -s nyomtatás túllépi azokat a szerkezeti problémákat, amelyek a hagyományos hűtőrendszerek felmerülnek, és lehetővé teszik a következő új mintákat:
Mikrocsatornás hűtés: Az SLM technológia 1,4 mm -es átmérőjű hűtőcsatornákat nyomtathat, ami lehetővé teszi a nagyon pontos hőszabályozást. Például az orvosi katéter csatlakozó penész mikrocsatornás kialakítása 60% -os hatékonyabbá teszi a hűtést, miközben elkerüli a lebomlással kapcsolatos nehézségeket, amelyek akkor fordulhatnak elő, ha a hűtés nem elég.
A 3D nyomtatás kombinálhatja a magas - szilárdsági acélt és a magas - hővezetőképesség -ötvözeteket (például a rézötvözeteket) a gradiens anyagszerkezetek előállításához. Egy specifikus 3C elektronikus penész hűvös víz áramkört használ rozsdamentes acélból és rézből. Ennek az áramkörnek hővezető képessége 2-3 -szor nagyobb, mint a szokásos H13 acélé, és a hűtési hatékonyság 40% -kal magasabb.
A lélegző funkció integrációja: A harmadik - A lézer lélegző acél módszere 0,04 mm -es rekesznyílásokat készíthet, és lehetővé teszi a levegő minden irányba történő áramlását, megszabadulva a gáz beragadásának problémájától. Ha egy porózus réteget adunk a bordázlemez aljához, egy specifikus gáz - segített formáló formában csökkenti a fröccsöntött alkatrészek felszíni zsugorodási sebességét 8% -ról kevesebb, mint 2% -ra.
4. Az intelligens adaptáció jövője a "Tapasztalat - vezérelt" -ről a "Data - vezetés" -re kerül.
A hűtőrendszerek intelligens fejlesztését a fém 3D nyomtatás és a digitális technológia kombinációja vezérli.
A szimulációk optimalizálása zárt - hurok: A szoftver, mint például a Cimatron és a Moldex3D, felhasználható a hűtési út szimulálására, ami segít kitalálni, hogy a hőmérséklet hogyan terjed és javítja a formatervezést. Miután a penészfájlokat a Cimatronból a Moldex3D -be hozták, a B&J speciális mérnökök képesek voltak csökkenteni a hőmérsékletváltozást 86% -kal, és a szimuláció révén csökkenthetik a penészkísérletek számát.
Adaptív hűtésvezérlés: A 3D nyomtatási hűtőrendszer valós időben ellenőrizheti a penészhőmérsékletet, és szükség szerint megváltoztathatja a hűtési beállításokat, ha az IoT technológiával használják. Egy német penészgyártó javította online rendszereinek hűtési hatékonyságát azáltal, hogy az érzékelőket a hűtővíz -körbe helyezte. Ez 60%-kal csökkentette a berendezések lejtését.
Gyors iteráció képesség: Az új termékfejlesztési szakasz során a 3D nyomtatás elősegíti a zárt - "Tervezési nyomtatási teszt iteráció" hurok optimalizálását. Egy új vállalat, amely az elektromos járművek akkumulátor moduljait készíti, 3D nyomtatást használt a hűtési lemezek elkészítéséhez, és három nap alatt három a tervezési változáson. Ez a hűtőrendszert 35% -kal hatékonyabbá tette.