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傳統(tǒng)的模具內(nèi)冷卻通道是通過二次加工來實現(xiàn)的。通過交叉鉆孔產(chǎn)生創(chuàng)造管直線的內(nèi)部網(wǎng)絡，通過內(nèi)置流體插頭來調(diào)整流速和方向。
3D打印制造使我們擺脫了交叉鉆孔的限制。現(xiàn)在，我們可以設計內(nèi)部通道更靠近模具的冷卻表面，并具有平滑的角落，更快的流量，增加熱量轉(zhuǎn)移到冷卻液的效率。還可以根據(jù)冷卻要求設計不同的冷卻回路，旨在以一致的速度進行散熱，以促進散熱的均勻性。
隨形冷卻的原理是在一個統(tǒng)一連續(xù)的方式下快速地降低塑件的溫度。注塑件不能在冷卻過程中從模具中取出，直到冷卻充分，然后注塑件從模具中分離出來。任何熱點都會延遲注塑件的注塑周期，可能會導致拆卸后注塑件的翹曲和下沉痕跡，并可能損害組件表面的質(zhì)量。
Kärcher-凱馳清潔系統(tǒng)成為暢銷全球的品牌，每年位于Obersontheim工廠的緊湊型K2高壓清洗機的出貨量在二百萬左右。其引人注目的明亮黃色外殼是通過注塑方式制造出來的。
凱馳為了滿足日益增長的訂單要求，需要從注塑過程中提高生產(chǎn)效益，而注塑環(huán)節(jié)中的模具則在注塑效益過程中發(fā)揮重要作用。使用常規(guī)冷卻，注塑節(jié)拍為52秒，3D科學谷了解到其中的22秒用來冷卻，從220°的熔化溫度冷卻到100°C的脫模溫度。
這些零件的模具是非常復雜的，包括一個型腔和許多冷卻插入。原來的設計如下所示：
原來通過傳統(tǒng)加工技術加工出來的冷卻系統(tǒng)包含幾個單獨的冷卻回路，每分鐘通過10升的冷卻水，如下圖所示。
傳統(tǒng)模具在注塑過程中的熱成像顯示，在22秒冷卻周期結束時的壁溫。我們可以看到在模具溫度的顯著變化，存在許多不均勻的熱點，而這些熱點有可能會影響注塑質(zhì)量。
3D打印注塑模具的第一步是模流模擬分析。特別是熱點需要進一步分析，因為這些因素影響到冷卻時間。通過軟件，進行了20個周期的模擬，包括壁溫度的分析。最終確認最佳的建模方案。
雷尼紹通過在熱點區(qū)域增加4mm直徑的冷卻通道，在模流分析中發(fā)現(xiàn)顯著的改善，溫度獲得更均勻的分布，并獲得更短的冷卻周期。
仿真分析顯示，僅僅10秒鐘的冷卻就獲得了更加均勻的冷卻熱成像效果。
值得一提的是，3D打印的隨形冷卻模具其實是混合技術制造出來的，依靠3D打印技術獲得了復雜的內(nèi)部通道，而有些部位則采用了真空釬焊芯的插入技術。新的噴射器組件如下圖所示：
在凱馳的案例中，3D科學谷了解到冷卻節(jié)拍從22秒減少到10秒，縮短了55%的冷卻時間，更快的冷卻效果使得產(chǎn)量提高了40%，從原來的每天1500件提升到2100件。
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