9张动图为你捋明白随形水路的知识盲区

一直以来,欧美地区位居全球模具消费市场首位。而针对小批量复杂的模具生产,在美国市场采用3D打印方式更为普遍。年,美国3D打印在模具领域可渗透的市场发展空间约37亿美金。

在中国,模具行业工业总产值年有望达到亿,其中3D渗透的打印市场预计在30亿人民币(包括3D打印设备、材料、模具产品及其打印服务)。

而3D打印制造的随形水路模具工件为产品带来的的好处不容小觑,省时又省钱。在其工艺设计中,水路可随着产品形状均匀分布,从而进一步降低成型周期,提高产品的附加值。

这么优秀的技术,隔壁老王都想了解!下面,小编为大家分享金属3D打印技术在随形冷却水路设计和制造中的应用。(我们为你准备了最全的动图剖析~)

关于3D随形水路的几个要点

为什么要使用随形水路?

运用CAD和CAE技术,可以制造出包任意冷却水路的模具结构,以减小模具上热集中,最终降低产品收缩变形量;对于关键的模具配件,加上冷却可以降低成型周期,改善品质和并降低生产成本。类似的异形水路系统正用于百万次的塑胶模具和十万次的冲压和压铸模具。

3D打印模具材料和性能

水路形状受限,距模具表面远;需额外加工和装配;水路加工有堵塞的风险;分块制造,缩短模具使用寿命

水路更贴近模具表面;转角平滑,加速流动,提高效率;可设计多条冷却回路,促进散热均匀性。随形水路优势总结:

提高生产效率,释放设备产能;提高产品质量,降低废品率;减少人工干预,降低人工成本;降低模具及产品生产的综合成本。3D打印模具随形水路应用案例

产品及开模信息

塑料材质:塑料牌号DuPontZytel70G30LNCNYLONRESIN开模穴数:冷流道系统(1*1)主要问题描述:指示位置由于产品结构因素,导致常规的模具水路冷却不充分,致使产品的成型周期较长,口部有变形。目的:缩短产品的成型周期,提高产品成型质量。传统水路随形水路

传统冷却型芯采用4个水井冷却。红色线指示处,传统水井冷却不充分,导致冷却周期长;随形冷却采用3D打印技术生成的沿产品口部形状的随形水路。

下面介绍针对随形水路设计进行模流分析的情况。

水路方案分析

(介质为纯净水,温度25℃)

传统水路随形水路

对比结果:

从传统水路和随形水路分析结果对比可以看出,随形水路产品流动比较均匀,无短射、滞流现象产生。

模具周期内温度变化分析

传统水路随形水路

对比结果:

上图显示两种水路方案的模具在50s周期内的温度变化。对比可以看出,随形水路方案明显比传统水路方案的模具温度要更均匀。

产品周期内温度变化分析

传统水路随形水路

对比结果:

上图显示两种水路方案的产品在周期内的温度变化。对比可以看出,使用随形水路方案的产品明显温度要更均匀。另外,随形水路方案2镶件区域达到顶出温度时间为46.51秒,二传统方案是59.59s。

流速对比

传统水路随形水路

对比结果:

随形水路未出现停滞,涡流,回流等现象,雷诺数在以上,符合设计要求(雷诺数一般要求大于)。

传统水路随形水路的对比总结:

随形水路方案相对传统水路方案改善注塑冷却时间20%;随形水路方案相对传统水路方案中的模具温度更均匀;随形水路进出水平均温差最大在2℃,一般进出口温差要求在3.1℃以内,符合水路设计要求;随形水路未出现停滞、涡流、回流等现象。虽然3D打印随形水路已是睹微知著,但传统的模具随形水路设计原则中不少好经验,都是有效设计3D打印随形水路的基础。(以上提到的并不是3D打印随形水路所需要


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