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金屬3D列印模具與異形水路:設計要點與應用

06月20日 2024
Conformal Cooling Channels 異形水路

金屬3D列印技術廣泛應用於模具設計與製造、模芯及注塑成型過程中的異形水路設計。本文將介紹如何利用3D列印技術優化異形水路的設計。

什麼是異形水路?

異形水路是設計用來緊貼模具核心或腔體輪廓的通道,能在注塑或吹塑成型過程中實現快速且均勻的冷卻。這些通道通常具有彎曲、不規則或高度可變的形狀,類似於自然水體。通過緊密貼合產品輪廓,異形水路能提高冷卻效率和均勻性,從而縮短生產周期,並提升產品質量。異形水路的設計可以利用3D列印技術來製造,允許更複雜和靈活的通道設計,使其在傳統通道無法達到的區域中實現更有效的冷卻。

哪些模具適合使用3D列印技術來打印?

異形水路對於追求高生產效率和高產量的企業是理想選擇。先進的通道設計不僅允許對冷卻過程進行精確控制,還能根據產品需求實現高度定制化的配置。特別是那些具有複雜幾何形狀、需要精確冷卻或特殊材料要求的模具,都是應用這項技術的理想對象。傳統模具製造受限於工具,無法實現複雜的通道設計,而金屬列印技術克服了這一限制,能設計出幾乎任何形狀的通道。當處理需要非線性或複雜三維編織設計的形狀時,3D列印通道的效果尤為明顯。

水路形狀設計

設計指南

  • 佈局:通道應均勻分佈在注塑件的形狀上。
  • 形狀與長度:圓形是最好的選擇,但也橢圓形或三角形也可以;水鹿的長度應適中。

   – 對於寬度為3mm(0.118英寸)的通道,長度應在500mm(19.7英寸)以下。

   – 對於寬度為6mm(0.236英寸)的通道,長度應在1000mm(39.4英寸)以下。

  • 過渡:通道的橫截面應有平滑的過渡,避免任何90度的銳角。
  • 寬度:通道不一定需要相同的寬度,根據空間需求進行適當的通道直徑過渡是可以接受的。
  • 通道與模具表面的距離(一般建議):距離可以根據具體應用和設計進行調整,但通道應至少距離模具表面3-5mm(0.118-0.20英寸)。
  • 通道與模具表面的距離(特殊情況):距離可以根據具體應用和材料進行調整,但理想距離範圍是0.5mm至1mm(0.020-0.039英寸)。
  • 冷卻效率:冷卻效率與通道到模具表面的距離呈指數關係,即距離增加,冷卻效果減弱。因此,通道應盡量靠近模具表面,同時確保不危及模具結構的完整性。
  • 模流分析:模流分析軟體是驗證通道設計的好方法,有助於確定最佳通道位置和流量,並進一步預測冷卻效果。

如何提高模具冷卻通道空間受限時的冷卻效率?

艾維曾製作過一個電動牙刷手柄的模具。該手柄的內部空間非常狹窄,最狹窄處僅為5.14mm(0.202英寸)。通過利用3D列印,我們擴大了通道直徑並增加了通道流速來達到均勻冷卻的作用。最終,產品的冷卻時間從19.5秒減少到13.2秒,並提高了效率33%。

全金屬列印或金屬3D列印嵌件

對於金屬模具,全金屬列印和混合金屬列印各有其應用和優勢。全金屬列印適用於小型零件、交期短和需要全面高效冷卻的項目。這個技術可以確保通道順暢流通,從而增強冷卻效果並縮短生產周期。相反的,嵌件列印需要在預加工的基底上進行局部3D列印,因此在材料使用和製造成本上可以省去時間和金錢。這相技術對於僅需要在特定部分優化冷卻的模具特別有利。

艾維運用先進的3D列印技術提供綜合解決方案,包括模流分析、金屬3D列印異形水路的設計與製造。我們的技術團隊擁有豐富的經驗和專業知識,能提供量身定制的解決方案,滿足您的精確需求。若您有任何問題或項目需求,請隨時聯繫我們,讓您的項目以精確和高效的方式實現!





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