■ ACMT/ 劉岩、東莞理工- 陳盛貴& 何偉鋒
序言
在塑件成型週期中，冷卻階段佔成型週期約2/3時間， 而冷卻時間不足可能導致塑件產品產生收縮痕及翹曲 變形等缺陷；冷卻週期過長則會影響到產品生產的效率 及成本。傳統的模具加工方法會受到產品及模具結構的限制，經常會出現產品結構的溫度積熱，冷卻不均勻以 及凹痕和翹曲等問題。所以改善模具的散熱效率，縮短 產品冷卻時間並使產品冷卻更均勻，就是模具異型水路 的意義。通過金屬粉末鐳射燒結等加工方式引入異型水 路，可以減少設計者在設計水路時所受到的限制，能使 水路更加貼近產品輪廓，以達到有效且均勻排除熱量的 效果。
案例分享
本次透過名片盒案例（圖1）來解析異型水路設計優 化，該產品原始水路設計為兩隻並聯式的水路，透過 Moldex3D進行冷卻分析，利用3D計算流體力學計算 水路中的冷卻水流動形為，判斷水路設計是否合理。通過冷卻溫度結果（上方首圖）可以發現產品中間結構 （槽）溫度最高達到105℃，而產品其他結構溫度只有 60～70℃，且溫度分佈不均勻。所以在此基礎上我們 對水路設計進行優化（圖2），為了使產品冷卻更均勻以及有效改善積熱，我們將原有的並聯式水路改為覆蓋 式水路，並且在中間積熱區域導入異型水路。
通過冷卻溫度結果（圖3，4）可以發現在異型水路設 計方案中，產品表面溫度主要分佈在58～65℃，且 冷卻溫度分佈更加均勻。在此基礎上我們再去對比兩 種設計所需的冷卻時間以及產品最終的翹曲變形。
通過對比冷卻時間分佈（圖5，6），可以得出原始水 路方案產品頂出時所需冷卻時間約為16s，異型水路方案產品頂出時所需冷卻時間約為11s，
冷卻時間縮 短了30 %；對比兩種方案最終產品的變形量（圖7）， 可以看到異型水路方案最終產品的變形相對於原始方 案有明顯改善。
實際產品比對(圖8.9.10)
過實際產品對比可發現，採用異型水路射出出來的 產品變形更小，
且中間結構收縮較小；而採用原始方 案射出出來的產品變形更大，且中間結構有較大收 縮。
總結
“客戶的要求越來越高，產品交期越來越短，工廠也 需要更多的利潤來運營”，所以利用3d打印等方式 加工的異型水路很符合目前發展的趨勢，而且採用異 型水路的模具最終零件強度，硬度還有拋光後的表面 光潔度都能滿足客戶的需求，所以異型水路的導入是 目前以及未來的必然趨勢。
總體來講，傳統加工方法會受到模具以及產品設計等 諸多限制，而異型水路可以突破這些限制來完善最終 的設計。利用Moldex3D進行異型水路3D分析，可以發現傳統水路存在哪些問題並導入最合適的異型水 路方案，以快速改善設計，優化產品翹曲及縮短成型 週期，可以根據客戶的需求和問題迅速提供相應的解決方案。
