冷媒的新思维—冷空气冷却

■张翼/ 立模激光科技

前言

通常运用我们金属3D打印来制作的塑料模具,它里面 几乎都会配置3D随形水路,利用更均匀贴合产品的3D 随形水路来实现提升产品成形时的冷却效率,从而达到 缩短产品成形周期时间、减少产品尺寸变形、改善产品 射出不良的目的。

金属3D打印制作的塑料模具,由于是使用SLM这种积 层方式来堆积烧结,因此内部的3D随形水路的制作可 以不受传统加工的限制,在传统加工无法实现的一些小 型深腔的镶件里也能够自由添加,这样一来就很大程度 上改善了以往困扰我们的小型深腔镶件的冷却问题,这 也是金属3D打印工艺独有的工艺优势之一。不过3D 随形水路的管径仍然是有它的极限的,根据我们的实际 经验,通常水路内壁不切削时直径低于1.5mm水流流 速就会变慢,进而影响冷却效果。

如果水路内壁切削的话,最小直径极限也是在0.8mm。 (关于水路内壁切削的内容如有兴趣请详见笔者以前发 布的文章)而现实中我们有时也会碰到非常窄小的深腔 镶件,虽然很想在内部添加3D随形水路,但是受制于 镶件肉厚不够或者水路进出口没有添加密封圈的空间, 而无法添加3D随形水路。为了解决这个问题,我们尝 试了使用冷空气作为冷却媒体。通过模流分析发现也是。

图 1:产品深腔冷却不足,容易造成缩水及固化不全等成形不良

模流分析的结果

模流分析的结果表明,空气冷却虽然在冷却效果上达 不到水冷的程度,但是和仅有传统冷却的状态相比产 品的冷却还是有明显的提升。实际上在后续生产时也 得到了验证,使用空气冷却后冷却时间缩短了1/3。 空气冷却在无法进行水冷时空气冷却为我们提供了一 个新的思路。■

图 2:产品深腔镶件

 

通过深腔镶件内部添加 3D 随形水路提升镶件冷却效率。然 而镶件水路进出口空间小,无法添加密封圈

取消密封圈,冷却媒介由水改为冷空气

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