3D打印隨形冷卻，大幅提高注塑模具生產效率
點擊（jī）量：405 發布時間：2017-03-13 作者：狀（zhuàng）邁（上海）增材製造技（jì）術有限（xiàn）公司
對於模具（jù）製造商來說，由（yóu）於模具的質量直（zhí）接決定了注塑生產效率，並決定產品（pǐn）質量，從（cóng）而決定產品的附加（jiā）值，所以，如何在最小周期時間內高效冷（lěng）卻（què）塑料產品，成為隨形冷卻注塑模具設計（jì）與製造過程中關鍵（jiàn）的考量因素，而冷卻在這期間扮演了（le）重要（yào）的角色。
▌隨形冷卻擺脫傳統方式的（de）製約
隨形冷卻的原理是（shì），在一（yī）個統一連續的方式下快速地（dì）降低塑件的溫度，注（zhù）塑件不能在冷卻過程中從模（mó）具中取出，直到冷卻充分（fèn），然後（hòu），從模（mó）具中（zhōng）取出注塑（sù）件。任何熱點都會（huì）延遲注塑件的注塑周期，可能會導致脫模後注塑（sù）件的翹曲和凹陷，並可能損害塑件表麵的質量。
快速冷卻是通過冷卻液在模具內的通道流（liú）過將注塑件的熱量帶走，這種冷卻效果的速（sù）度和均勻性是由流體通道以及冷卻流體通過它的速度來決定（dìng）的。
傳統的（de）模具內冷卻通（tōng）道是通過二次加工來實現的。通過交叉鑽孔，產生直線管的內部網絡，通過內置流體插頭來調整流速和（hé）方向，這種方（fāng）法有其局限性，水路網絡的（de）形狀（zhuàng）是有限的（de），所以，冷卻通道離模具的表麵遠，使得冷卻效率低。不僅如此，還不得不麵對額外的加工和裝（zhuāng）配時間，以及盲點的渠道網絡可能被堵（dǔ）塞的風險；而且，在複雜的情況下，為了預留冷卻通道的加工，模具還需（xū）要被切分（fèn）成幾個部分來製造，然後再拚接成一整塊模具，這導致了（le）額外的製造環節，並且還會縮短模具的壽命（mìng）。
隨形冷卻方式與傳統（tǒng）冷卻方式的區別在於，其冷卻（què）水道的形狀隨著注塑製品的外形變化，不（bú）再是直線狀的，這種冷卻水道很好地解（jiě）決了傳（chuán）統冷（lěng）卻水道與模具型（xíng）腔表麵距離不一致的問題，可以使得注塑製品得到均勻的冷卻，冷卻效率更高。
▌3D打印製造
3D打印製造使人們擺脫了交叉鑽孔的限（xiàn）製。現在，可以設計內部通道更靠近模具的冷卻表麵，並具有（yǒu）平滑的角落（luò）、更快的流量，增加熱量轉移到冷卻液的效率；還可以根據（jù）冷卻要求設計不同的冷卻回路，旨在以（yǐ）一（yī）致（zhì）的速度進行散熱，以促進散熱的（de）均勻性。冷（lěng）卻液通過量對（duì）模具的冷（lěng）卻速度至關重要，必須設計光（guāng）滑的（de）角落，以減少沿通道的壓力損失。
金屬粉（fěn）末選擇性激光熔化（SLM）3D打印技術，在直徑小（xiǎo）至1.4毫米的冷卻通道亦可以生產。鋪粉的3D打印製造技術的一個好處是，粉末熔化帶來輕微紋理的（de）表（biǎo）麵，這種紋理結構增加了冷卻接觸（chù）的表麵積，帶來更好的傳熱效果，從而提（tí）高了冷卻效率，並形成通道內（nèi）小湍流，從（cóng）而（ér）實現通道自清潔的效果。
▌3D打印對注塑產品帶來的附加值
通過（guò）3D打印製造的隨形冷卻注塑模具，可（kě）以使注塑成（chéng）型（xíng）效率提高（gāo）達70%或以上，例如，一個冰刮（guā）刀的模具，通（tōng）過增材製造方（fāng）法（fǎ）來加工，可以使得注塑周期從80秒降到40秒（miǎo），這意味（wèi）著注塑件的生產速度變為原來的兩倍（bèi）。
通過增材製造來（lái）製造的隨形冷卻模具的其他主要優點（diǎn），包括：可以成型更均勻的塑件製品，使製品零缺陷，並且避免因冷卻速度不均勻而導致的縮凹痕跡（jì）。另外，在開（kāi）發新注塑產品時，有助於實現通過較少的迭代（dài）即可完成新（xīn）產品的開發。當然，更多的優點（diǎn）還包括：在製（zhì）造複雜模具時，由於減少了冷卻通道（dào）加工和拚接的環節，增材製造（zào）方法比傳統方式更快。
應（yīng）該注意的是，增材製造出來的模具，表麵精度不高，要通過後期的精加工和拋光處理來獲得所需（xū）的表麵精度。在這個環節，傳統的機加工與增材製造優勢形成互補（bǔ）。
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