¿Cuáles son las ventajas de la impresión 3D de metal en el sistema de enfriamiento de moldes de inyección?

1. Una gran ganancia en la eficiencia de enfriamiento: desde el "enfriamiento lineal" hasta la "cavidad de ajuste"
El sistema de enfriamiento de molde de inyección tradicional generalmente utiliza un diseño de perforación recta o cruzada. La tubería de enfriamiento tiene problemas para alcanzar la complicada superficie curva de la cavidad del moho, lo que significa que los puntos críticos locales (como las paredes delgadas y las esquinas) no se enfrían lo suficiente, y el tiempo de enfriamiento general debe alargarse para mantener la temperatura incluso. Por ejemplo, hacer parachoques de automóvil con recovecos profundos o costillas complicadas que utilizan sistemas de enfriamiento típicos pueden agregar un 20% a 30% al tiempo de ciclo y 40% a 60% al uso de energía.
La capa por apilamiento de la capa hace posible la impresión 3D de metal. Puede hacer canales de agua de enfriamiento en espiral, dendrítico o de enfriamiento conformes que se ajusten a la forma de la cavidad del moho. Esto asegura que el espacio entre el medio de enfriamiento y la superficie del molde sea el mismo en todo el camino (con una inexactitud de menos de 0.5 mm). Esto elimina los "puntos ciegos enfriantes" que los agujeros rectos no pueden cubrir. Como ejemplo, el molde de tubería automotriz de B&J Specialty muestra cómo 3D Systems 'prox® las insertos de enfriamiento conformes fabricados en la máquina DMP 300, que reducen el tiempo de enfriamiento de 60 segundos a 40 segundos. Esto hizo que la producción fuera un 30% más eficiente. La temperatura de la superficie del molde también cambió menos, pasando de 132 grados a 18 grados. Esto redujo enormemente la posibilidad de deformación.
El circuito de agua de enfriamiento conforme también puede mejorar la distribución de la velocidad del flujo a través de la simulación de dinámica de fluidos, que es aún más significativa. Por ejemplo, un determinado molde de casos electrónicos utiliza un diseño de sección Cross - (con un diámetro de entrada de 8 mm y un diámetro final de 5 mm) para mantener la temperatura de la superficie del molde diferencial en ± 3 grados. Los moldes tradicionales, por otro lado, normalmente tienen una diferencia de temperatura de ± 8 grados. Este enfriamiento incluso ayuda a reducir la tensión interna en las piezas moldeadas de inyección -, lo que puede hacerlas más fuertes y durar más tiempo.
2. Optimización de costos de ciclo de vida completo: pasar de una "alta inversión inicial" a "larga - beneficios de término"
El costo inicial deimpresión 3D de metalEquipo (como SLM Solutions Equipment, que cuesta aproximadamente 5 millones de yuanes) y los materiales de polvo de metal (como el acero inoxidable martensítico, que cuesta 800-1200 yuanes/kg) es relativamente alto. Sin embargo, sus ventajas de costos de ciclo de vida completo se vuelven muy claras en la producción en masa:
Mejora en la tasa de uso del material: la tasa de uso de los materiales de fabricación restriptivos tradicionales es inferior al 45%. Sin embargo, la tecnología "Cerca de la formación de nett" ha elevado la tasa de uso de los materiales de impresión 3D a casi el 85%. Por ejemplo, una empresa que fabrica piezas para aviones emplea insertos de enfriamiento impresos en 3D, que reducen la cantidad de material utilizado de 12 kg a 3.2 kg y el costo por pieza en un 73%.
Reducir el uso de energía y los costos de mantenimiento: mejorar la eficiencia de enfriamiento reduce la cantidad de medio de enfriamiento que se necesita en un 30% a 50% y también hace que la unidad de refrigeración funcione menos duro. Si tiene un proyecto de moldeo por inyección que hace 1 millón de piezas al año, cortar el tiempo de enfriamiento para cada artículo en 10 segundos puede ahorrarle alrededor de 2777 horas al año, que es lo mismo que agregar 1.5 unidades de capacidad del equipo.
Extendiendo la vida útil de un molde: el enfriamiento uniforme corta el daño por fatiga térmica del moho, que puede agregar un 20% a 30% a la vida del molde. Los moldes tradicionales duran aproximadamente 500,000 veces, pero los moldes impresos en 3D pueden durar 600,000 a 700,000 veces, lo que reduce el costo del molde para cada producto moldeado por inyección por mucho.
3. Hay interminables formas de innovar estructuras, desde "tuberías simples" hasta "integración funcional".
La impresión 3D de metal supera los problemas estructurales que tienen los sistemas de enfriamiento tradicionales y hace posible los siguientes nuevos diseños:
Enfriamiento de microcanal: la tecnología SLM puede imprimir canales de enfriamiento con diámetros tan pequeños como 1.4 mm, lo que permite un control térmico muy preciso. Por ejemplo, el diseño de microcanal de un molde de conector de catéter médico hace que el enfriamiento sea un 60% más efectivo mientras evita las dificultades con la degradación que podrían ocurrir cuando el enfriamiento no es suficiente.
La impresión 3D puede combinar el acero de resistencia - y alto - aleaciones de conductividad térmica (como aleaciones de cobre) para hacer estructuras de materiales de gradiente. Un molde electrónico específico de 3C utiliza un circuito de agua de enfriamiento hecho de acero inoxidable y cobre. Este circuito tiene una conductividad térmica que es de 2 a 3 veces mayor que la del acero H13 ordinario y una eficiencia de enfriamiento que es 40% mayor.
Integración de la función transpirable: el tercer método de acero transpirable de generación de generación puede hacer una apertura de 0.04 mm y permitir que el aire fluya en todas las direcciones, eliminando el problema de que el gas esté atascado en moldes. Al agregar una capa porosa al fondo de la placa de la costilla, un molde de formación asistido de gases específicos - disminuye la tasa de contracción de la superficie de las piezas moldeadas por inyección de 8% a menos del 2%.
4. El futuro de la adaptación inteligente pasará de la "experiencia - impulsada" a "datos - conducido".
La mejora inteligente de los sistemas de enfriamiento está siendo impulsada por la combinación de impresión 3D de metal y tecnología digital.
La optimización de simulaciones cerradas - bucle: software como Cimatron y Moldex3d se puede usar para simular la ruta de enfriamiento, lo que puede ayudarlo a adivinar cómo la temperatura se extenderá y mejorará el diseño. Después de llevar los archivos de moho de Cimatron a MoldEx3d, los ingenieros especializados de B&J pudieron reducir el cambio de temperatura en 86% y reducir el número de pruebas de moho a través de la simulación.
Control de enfriamiento adaptativo: el sistema de enfriamiento de impresión 3D puede verificar la temperatura del molde en tiempo real y cambiar la configuración de enfriamiento según sea necesario cuando se usa con la tecnología IoT. Un fabricante de moho alemán ha mejorado la eficiencia de enfriamiento de sus sistemas en línea al poner sensores en el circuito de agua de enfriamiento. Esto ha reducido el tiempo de inactividad del equipo en un 60%.
Capacidad para iterar rápidamente: durante la fase de desarrollo de nuevos productos, la impresión 3D ayuda a acelerar la optimización de bucle cerrada - de "Diseño de la impresión de impresión". Una nueva compañía que fabrica módulos de batería para vehículos eléctricos usó impresión 3D para realizar placas de enfriamiento y pasó por tres rondas de cambios de diseño en tres días. Esto hizo que el sistema de enfriamiento fuera un 35% más eficiente.