ما هي مزايا الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد في نظام التبريد لقوالب الحقن؟

1. مكسب كبير في كفاءة التبريد: من "التبريد الخطي" إلى "تجويف مناسب"
يستخدم نظام تبريد قالب الحقن التقليدي عادةً تصميمًا مستقيمًا أو متقاطعًا. يواجه خط أنابيب التبريد مشكلة في الوصول إلى السطح المنحني المعقد لتجويف القالب ، مما يعني أن النقاط الساخنة المحلية (مثل الجدران والزوايا الرقيقة) لا تحصل على تبريد كافٍ ، ويجب إطالة وقت التبريد الكلي للحفاظ على درجة الحرارة حتى. على سبيل المثال ، يمكن أن يضيف صنع مصدات السيارات مع فترات راحة عميقة أو أضلاع معقدة باستخدام أنظمة التبريد النموذجية 20 ٪ إلى 30 ٪ إلى وقت الدورة و 40 ٪ إلى 60 ٪ لاستخدام الطاقة.
الطبقة تلو الأخرى تكديس يجعل الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية ممكنة. يمكنك جعل قنوات مياه التبريد الحلزونية أو الشجيرية أو المطابقة التي تناسب شكل تجويف القالب. هذا يتأكد من أن المسافة بين وسيط التبريد وسطح القالب هي نفسها على طول الطريق (مع عدم دقة أقل من 0.5 مم). هذا يتخلص من "البقع العمياء التبريد" التي لا يمكن أن تغطيها الثقوب المستقيمة. على سبيل المثال ، يوضح قالب خط أنابيب السيارات من B&J Speciality كيف تم تصنيع جهاز DMP 300 لآلة DMP 300 ، والتي خفضت وقت التبريد من 60 ثانية إلى 40 ثانية. هذا جعل الإنتاج 30 ٪ أكثر كفاءة. تغيرت درجة حرارة سطح القالب أيضًا أقل من 132 درجة إلى 18 درجة. هذا خفض إلى حد كبير فرصة التزييف.
يمكن لدائرة مياه التبريد المطابقة أيضًا تحسين توزيع سرعة التدفق من خلال محاكاة ديناميات السوائل ، والتي هي أكثر أهمية. على سبيل المثال ، يستخدم قالب حالة إلكتروني معين تصميم مقطع متغير - (بقطر مدخل يبلغ 8 مم وقطر نهاية 5 مم) للحفاظ على تفاضلي درجة حرارة سطح القالب تحت ± 3 درجة. القوالب التقليدية ، من ناحية أخرى ، عادة ما يكون لها اختلاف في درجة الحرارة ± 8 درجة. يساعد هذا التبريد حتى في تقليل التوتر الداخلي في الأجزاء المصبوب - ، مما قد يجعلها أقوى وتستمر لفترة أطول.
2. تحسين تكلفة دورة الحياة: الانتقال من "الاستثمار الأولي العالي" إلى "Long - الفوائد"
التكلفة الأولية لـالطباعة المعدنية ثلاثية الأبعادالمعدات (مثل معدات SLM Solutions ، التي تبلغ تكلفتها حوالي 5 ملايين يوان) ومواد مسحوق المعادن (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ مارتينسيسيتي ، والتي تكلف 800-1200 يوان/كغ) مرتفعة نسبيا. ومع ذلك ، تصبح مزايا تكلفة دورة الحياة الكاملة واضحة للغاية في الإنتاج الضخم:
التحسن في معدل استخدام المواد: معدل استخدام مواد التصنيع التقليدية التقليدية أقل من 45 ٪. ومع ذلك ، رفعت تقنية "Near Nett Comming" معدل استخدام مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى حوالي 85 ٪. على سبيل المثال ، توظف شركة تصنع أجزاء للطائرات إدراج تبريد مطبوع ثلاثي الأبعاد ، والتي تخفض كمية المواد المستخدمة من 12 كجم إلى 3.2 كجم والتكلفة لكل قطعة بنسبة 73 ٪.
خفض تكاليف استخدام الطاقة وصيانتها: يؤدي تحسين كفاءة التبريد إلى خفض كمية وسط التبريد اللازم بنسبة 30 ٪ إلى 50 ٪ وكذلك يجعل وحدة التبريد تعمل بشكل أقل بجد. إذا كان لديك مشروع صب الحقن يصنع مليون قطعة سنويًا ، فإن خفض وقت التبريد لكل عنصر بمقدار 10 ثوانٍ يمكن أن يوفر لك حوالي 2777 ساعة في السنة ، وهو ما يشبه إضافة 1.5 وحدة من سعة المعدات.
تمديد عمر القالب: يقلل التبريد الموحد عن تلف العفن الحراري ، والذي يمكن أن يضيف 20 ٪ إلى 30 ٪ إلى حياة القالب. تستمر القوالب التقليدية حوالي 500000 مرة ، ولكن يمكن أن تستمر القوالب المطبوعة ثلاثية الأبعاد من 600000 إلى 700000 مرة ، مما يقلل من تكلفة القالب لكل منتج مصبوب في الحقن كثيرًا.
3. هناك طرق لا حصر لها لابتكار الهياكل ، من "خطوط أنابيب بسيطة" إلى "التكامل الوظيفي".
تتغلب الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد على المشكلات الهيكلية التي تواجهها أنظمة التبريد التقليدية وتجعل التصميمات الجديدة التالية ممكنة:
تبريد Microchannel: يمكن لتكنولوجيا SLM طباعة قنوات التبريد بأقطار صغيرة تصل إلى 1.4 مم ، مما يسمح بالتحكم الحراري الدقيق للغاية. على سبيل المثال ، يجعل تصميم القناة الدقيقة لقالب موصل القسطرة الطبية أكثر فعالية بنسبة 60 ٪ مع تجنب الصعوبات مع التحلل الذي قد يحدث عندما لا يكون التبريد كافيًا.
قد تجمع الطباعة ثلاثية الأبعاد بين الصلب العالي - وعلاب التوصيل الحراري العالي- (مثل سبائك النحاس) لصنع هياكل المواد التدرجية. يستخدم القالب الإلكتروني 3C محدد دائرة ماء تبريد مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس. تحتوي هذه الدائرة على توصيل حراري أكبر من 2 إلى 3 مرات من الصلب H13 العادي وكفاءة التبريد أعلى بنسبة 40 ٪.
دمج الوظيفة القابلة للتنفس: يمكن أن يجعل طريقة الفولاذ الثابتة في الجيل الثالث- فتحة 0.04 ملم وتسمح للهواء بالتدفق في جميع الاتجاهات ، والتخلص من مشكلة الغاز في القوالب. عن طريق إضافة طبقة مسامية إلى أسفل لوحة الضلع ، فإن غاز معين - يساعد في تشكيل القالب على خفض معدل انكماش السطح من الأجزاء المصبوب من 8 ٪ إلى أقل من 2 ٪.
4. سوف ينتقل مستقبل التكيف الذكي من "التجربة - مدفوعة" إلى "Data- driven."
التحسن الذكي في أنظمة التبريد يجري مدفوعًا بمجموعة من الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد والتكنولوجيا الرقمية.
حلقة تحسين المحاكاة مغلقة -: يمكن استخدام برنامج مثل Cimatron و MoldEx3D لمحاكاة مسار التبريد ، والذي يمكن أن يساعدك في تخمين كيف ستنتشر درجة الحرارة وتحسين التصميم. بعد إحضار ملفات العفن من Cimatron إلى Moldex3D ، تمكن المهندسون المتخصصون B&J من خفض تغيير درجة الحرارة بنسبة86 وخفض عدد تجارب العفن من خلال المحاكاة.
التحكم في التبريد التكيفي: يمكن لنظام تبريد الطباعة ثلاثي الأبعاد التحقق من درجة حرارة القالب في الوقت الفعلي وتغيير إعدادات التبريد حسب الحاجة عند استخدامها مع تقنية إنترنت الأشياء. قامت شركة صانع القوالب الألمانية بتحسين كفاءة التبريد لأنظمةه عبر الإنترنت من خلال وضع أجهزة استشعار في دائرة مياه التبريد. هذا قد قطع المعدات توقف بنسبة 60 ٪.
القدرة على التكرار بسرعة: خلال مرحلة تطوير المنتج الجديدة ، تساعد الطباعة ثلاثية الأبعاد في تسريع - تحسين حلقة "تكرار اختبار طباعة التصميم". تستخدم شركة جديدة تجعل وحدات البطارية للسيارات الكهربائية طباعة ثلاثية الأبعاد لصنع لوحات تبريد وتجاوزت ثلاث جولات من تغييرات التصميم في ثلاثة أيام. هذا جعل نظام التبريد 35 ٪ أكثر كفاءة.