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為什麼隨形冷卻?
注射成型過程中,冷卻所佔比例約為成型週期的60%,因此冷卻週期很大程度上直接影響到生產週期。傳統生產加工中,我們所採用的冷卻管道為橫平豎直樣式,很多區域受到現有加工技術限制不能做冷卻管路,這樣極大了影響了最終成型週期及產品質量。
隨形冷卻採用粉末逐層燒結技術,這就賦予了設計的自由性,讓管路隨著產品的外形佈局,讓設計者不再受加工技術的限制,讓所想即所見成為現實。隨型冷卻水路基本設計準則
1) 水路的直徑:通常水路直徑在大於Ø1 時才能起到冷卻效果。
2) 橫截面面積:儘管3D 打印可以定制形狀,但是在設計水路橫截面是應保證水路截面積保持不變,從而保證恆定體積的冷卻液通過管道。
3) 與模具表面的距離:一般傳統水路管壁到膠位的最小距離為水路直徑的1-1.5 倍。但是3D 水路運用的案例一般局部距離較為局促,我們需要保證水路到膠位的距離保持不變(一般約為2MM),從而達到均勻的冷卻效果。
4) 冷卻水路長度:儘管3D 打印水路不存在傳統加工時的鑽頭鑽偏錯位,但是3D 水路也不宜過長,以便冷卻水快速的進出,保證熱量的均勻分佈。
不同形式的隨形冷卻分類( 請見首圖( 左))
1) 有分支的隨型冷卻設計
2) 無分支隨型冷卻設計
3) 柵格類的隨形冷卻設計
有分支的隨型冷卻設計 ( 請見首圖( 右))
a) 減少了進出水的接口數量
b) 設計難度相對來說稍大
c) 堵塞後難以清潔、疏通
d) 容易產生“死水
圖1:無分支的隨型冷卻設計/ 柵格類的隨形冷卻設計
無分支的隨型冷卻設計
a) 最常見的設計形式
b) 設計的簡便性
c) 穩定的水流量
d) 清潔的便利
柵格類的隨形冷卻設計
a) 適用於一些位置狹窄的模具鑲件冷卻
b) 減少了進出水接口的數量
c) 很容易堵塞
d) 生鏽或堵塞後難以清理
e) 容易產生“死水”
f) 降低鑲件的機械強度
案例分享
協助客戶改善汽車燈的問題
挑戰:壁厚較厚的產品容易造成周期長,產品內部容易出現問題
結果:採用隨形冷卻優化,將循環時間從600s 減少到120s,提高產品質量。
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圖2:案例分享