为何复杂模具中随形冷却道设计离不开3D打印？

admin

  模具素有“工业之母”的称号，作为传统注塑和冲压产品的基础，模具在规模经济大行其道的时代不可或缺，而随着3D打印这种直接成型方式的出现，模具“工业之母”的地位似乎变得不再那么不可动摇。

　　但今天要说颠覆还为时过早：首先，在标准化、大规模的制造业中单个制造的3D打印不具备经济优势；其次，3D打印成品的强度和抗冲击性能普遍比不上传统注塑和冲压产品。

　　尽管如此，3D打印依旧能在模具行业占有一席之地，其中最被模具制造商所接受的便是将3D打印应用于含有随行冷却道的金属模具中。

　　原因何在？

　　在传统注塑过程中，模具温度直接影响着注塑制品的质量和生产效率，其中热残余应力容易在以下两个阶段产生：一是注塑制品在型腔中的冷却阶段，二是注塑制品从脱模温度冷却到室温的阶段。因此对模具的温度控制就变得尤为重要，它主要通过模具的冷却系统来进行适当的控制和调节。

　　传统模具冷却水路主要采用钻孔的常规加工方法,所以设计的注塑模具冷却水路主要是直线型；水路还受到顶出系统、抽芯机构、镶拼结构、骨位等的约束限制，因此模具本身的结构特征也严重的制约着冷却水道的分布、大小和数量。

　　随形冷却就成为了复杂模具设计的首选方式，这时以成型复杂几何形状为优势的3D打印也有了极大的用武之地。

　　典型案例：

　　上海悦瑞三维科技所做的注塑模具模芯-汽车腔道模具

　　要求：降低汽车塑料制品的生产成本，优化冷却流道和喷嘴工艺，缩短注塑冷却时间，提高产品质量

　　方案效果：     

　　贴合浇口壁面的随形水路设计，为浇口位置提供优异冷却速度， 冷却时间从24秒降到了7.5秒，冷却时间减少了68%，提高生产效率

　　少量的加工余量，减少了材料消耗和加工时间

　　平均注塑温度从95度下降到68度

　　温度梯度从12度下降到4度

　　模具拖花率从60%下降为0

　　生产率提高到每分钟3个

　　如何应用？

　　如何将3D打印完美整合进复杂模具随形冷却道设计中，在2016年11月30日-12月2日的上海Inside 3D打印产业全球高峰论坛上，来自国内外的专家将以此进行阐述，例如，北京易加三维科技有限公司总经理冯涛便以题为《复杂内冷却流道模具的3D打印》紧扣此应用热点。

　　据悉，使用3D打印技术，冷却通道可以被设计成复杂的异形，管道直径可以不断变化，根据冷却要求，横截面也可以是椭圆形或者方形。使用正确的计算和冷却分析可以极大地优化模具冷却方式，可让冷却时间更短、冷却效果更均匀，大幅提高生产效率的同时有效减少翘曲变形、开裂飞边、气泡砂眼等产品缺陷出现的概率，显著提升最终产品的质量与成品率。