Ruiskupuristus mahdollistaa muovituotteiden valmistamisen monimutkaisissa ja monimutkaisissa yksityiskohdissa, usein suurissa tuotantokäynneissä, toistettavilla toleransseilla ja korkealla pinnanlaadulla. Muottityökalut on suunniteltava siten, että ne vastaavat täydellisesti 3D-suunnittelua vähimmäisjakson aikana. Muoviosan jäähdyttäminen, kun se kiinteytyy muottityökalussa, on kriittinen tekijä, joka vaikuttaa sekä syklin aikaan että osan laatuun.
Tarkastellaanko konformaalisen jäähdytyksen periaatteita ja tarkastelemme Deep Moldin hyödyllistä vaikutusta muottityökalun suunnitteluun.
Miksi käyttää Deep Mouldia muottityökalujen konformaalijäähdytykseen?
Konformaalisen jäähdytyksen tavoitteena on vähentää muotin työkalun sisällä olevan muoviosan lämpötilaa nopeasti ja tasaisesti. Osaa ei voida poistaa työkalusta, ennen kuin se on jäähtynyt riittävästi irti sen muotista. Kaikki kuumia kohtia viivästyttää osan vapauttamista, voi johtaa vääntymiseen ja uppoamisen jälkeisiin osiin poistamisen jälkeen ja saattaa vaarantaa komponentin pinnan laadun.
Jäähdytys saadaan aikaan siirtämällä nestettä muottityökalun sisäisten kanavien läpi niin, että lämpö johdetaan muoviosasta, metallityökalun läpi ja pois nesteestä. Tämän jäähdytystehon nopeutta ja tasaisuutta ohjaa se, kuinka tarkasti nestekanava seuraa työkalun pintaa ja nopeutta, jolla jäähdytysneste kulkee sen läpi. Meidän on myös varmistettava, että muottityökalumme ovat luotettavia ja välttävät kuolleita kohtia jäähdytysnestevirrassa, jossa sedimentti voi kerätä ja aiheuttaa tukoksia.
Yllä oleva kuva - tavanomaiset poikittaissuuntaiset jäähdytyskanavat edellyttävät ylimääräisiä pistokkeita kuolleiden kohtien välttämiseksi. Terävä kulma aiheuttaa myös turbulenssin ja rajoittaa jäähdytysnesteen virtausnopeutta kanavan läpi.
Deep Mold antaa muotin työkalun suunnittelijoille vapauden suunnitella monimutkaisia jäähdytyskanavia, jotka seuraavat tiiviisti komponentin pintaa ja maksimoivat laminaarivirtauksen ja eliminoivat kuolleita kohtia, jotka voivat muuten tukkia ajan mittaan.
Tavanomaisissa muotteissa meillä on ristiin porattuja ja suljettuja jäähdytyskanavia rajoitetun alueen osilla, kuten tämä:
Sitä vastoin Deep Moldilla voimme suunnitella muotoillut kanavat, jotka seuraavat tiiviisti työkalun pintaa seuraavasti:
Niin Deep Mold auttaa meitä suunnittelemaan työkaluja, jotka eivät ainoastaan tarjoa tehokkaampaa jäähdytystä, vaan myös helpompia valmistaa ja koota.
Jäähdytysaikaa vähennettiin 55%
Yrityksen oli lisättävä näiden muottien tuottavuutta pysyäkseen kasvavan kysynnän tasalla. Käyttämällä tavanomaista jäähdytystä koko sykliaika oli 52 sekuntia, josta 22 sekuntia tarvittiin osan jäähdyttämiseksi sen sulamislämpötilasta 220 ° C: een 100 ° C: n puristuslämpötilaan.
Näiden osien muottityökalut ovat merkittäviä ja monimutkaisia, ja ne käsittävät suuren ontelon ja lukuisia jäähdytettyjä inserttejä. Alkuperäinen muotoilu on esitetty alla.
Syöttölaitteiden alkuperäinen jäähdytysjärjestelmä sisältää useita erillisiä jäähdytyspiirejä, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty. Käytetään jäähdytysvettä 10 litraa minuutissa.
Alkuperäisen muottityökalun ejektoripuolen termografia näyttää seinämän lämpötilan 22 sekunnin jäähdytysjakson lopussa. Voimme nähdä merkittäviä lämpötilan vaihteluita muotin yli, kuumia kohtia, jotka voivat vaarantaa komponentin, kun se poistetaan muotista:
Ensimmäinen askel nopeuttaa asioita on simuloida muottityökalun käyttäytymistä. Erityisesti hotspotit tarvitsevat lisäanalyysiä, koska ne ovat vastuussa pitkästä jäähdytysaikasta. Toteutettiin 20 syklin simulointi, johon sisältyi seinän lämpötilan analyysi. Mallinnetut lämpötilat korreloivat hyvin termografian kanssa.
Nyt kun meillä on nykyisen jäähdytysmallin malli, voimme tehdä suunnittelun muutoksia asioiden parantamiseksi keskittymällä kuumiin paikkoihin. Tässä tapauksessa osa liuoksesta on lisätä ylimääräisiä tavanomaisia jäähdytyskanavia suutinpuolen beryllium-kuparimuotti- levylle.
Seuraavaksi kehitämme uusia AM-inserttejä työkalun ejektoripuolelle, jossa on johdonmukainen jäähdytys ylimääräisen lämmön kuljettamiseksi. Alla olevassa kuvassa esitetään nämä 4 mm: n ylimääräiset jäähdytyskanavat, joita käytetään ongelmallisille alueille:
Yhdellä alueella, jossa ei ollut riittävästi tilaa jäähdytyskanavien lisäämiseksi, Kärcher teki parannuksia tuotesuunnitteluun ongelman lievittämiseksi.
Kun simuloimme lämpökäyttäytymistä näillä uusilla jäähdytysjärjestelmillä, näemme huomattavan parannuksen lämpötilan yhtenäisyyteen osittain, paljon lyhyemmän jäähdytysjakson jälkeen:
Näitä simuloituja parannuksia tukee uuden muotin lämpökuvaus vain 10 sekunnin lyhentyneen jäähdytysjakson jälkeen:
Uudet insertit tehdään käyttämällä Deep Moldia monimutkaisten kanavien luomiseksi. Jotkut on rakennettu täysin additiivisesti, kun taas toiset ovat "hybridi" -komponentteja, jotka muodostavat lisäaineita työstettyjen aihioiden päälle. Uusi ejektoripuolen kokoonpano on esitetty alla:
Jäähdytysaika väheni 55% 22 sekunnista 10 sekuntiin. Lisäaikaa säästämällä materiaalisyötössä ja käsittelyssä nopeampi jäähdytys auttoi lisäämään kunkin työkalun tuotantokapasiteettia 40%: lla 1500: sta 2100: een osaan päivässä.
Kuva yllä - alkuperäinen (vasen) ja uusi (oikea) muottityökalu.
Yhteenveto
Muodostunut jäähdytys mahdollistaa muottityökalujen nopeamman toiminnan ja yhtenäisempien osien tuottamisen. Deep Mold lisää tätä entisestään optimoimalla lämmönsiirron ja tekee jäähdytyksestä nopeamman ja tasaisemman.
