ข้อจำกัดของการระบายความร้อนของแม่พิมพ์แบบดั้งเดิม
ระบบระบายความร้อนของแม่พิมพ์ฉีดมีผลกระทบอย่างมากต่อวงจรการฉีดและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ การระบายความร้อนของแม่พิมพ์แบบดั้งเดิมใช้ช่องทางน้ำตรง และช่องระบายความร้อนจะเกิดขึ้นในเหล็กแม่พิมพ์ผ่านการเจาะ วิธีการนี้ดำเนินการได้ง่ายและมีต้นทุนต่ำ แต่มีข้อจำกัดที่ชัดเจน ประการแรก การระบายความร้อนไม่สม่ำเสมอ และช่องน้ำตรงยากต่อการติดตามพื้นผิวที่ซับซ้อน ส่งผลให้อุณหภูมิของแม่พิมพ์กระจายไม่สม่ำเสมอ ทำให้เกิดการบิดเบี้ยว รอยจม และข้อบกพร่องอื่น ๆ ประการที่สอง ประสิทธิภาพการทำความเย็นต่ำ ระยะห่างระหว่างช่องน้ำและโพรงแม่พิมพ์ยาว เส้นทางการถ่ายเทความร้อนยาว และเวลาในการทำความเย็นยาวนาน ประการที่สามคือการออกแบบมีจำกัด การเจาะสามารถทำได้เฉพาะช่องทางตรงเท่านั้น และไม่สามารถจัดวางช่องทางน้ำในพื้นที่โครงสร้างที่ซับซ้อนได้ ประการที่สี่คือต้นทุนแม่พิมพ์สูง ช่องทางน้ำที่ซับซ้อนจำเป็นต้องเจาะหลายรูและเสียบปลาย ส่งผลให้ต้นทุนการประมวลผลสูง
แนวคิดและข้อดีของช่องระบายความร้อนตามรูปแบบ
ช่องระบายความร้อนตามรูปแบบหมายถึงการออกแบบระบบทำความเย็น ซึ่งรูปร่างของช่องระบายความร้อนตามพื้นผิวโค้งของโพรงแม่พิมพ์ โดยการรักษาช่องทางน้ำให้ใกล้กับพื้นผิวของโพรง จะทำให้สามารถทำความเย็นได้สม่ำเสมอและมีประสิทธิภาพ ข้อดีของการทำความเย็นแบบสม่ำเสมอ ได้แก่ การทำความเย็นที่สม่ำเสมอ ระยะห่างที่สม่ำเสมอระหว่างช่องทางน้ำและโพรง การกระจายอุณหภูมิของแม่พิมพ์ที่สม่ำเสมอ และข้อบกพร่องในการเปลี่ยนรูปลดลง ประสิทธิภาพการทำความเย็นสูง ระยะเวลาการทำความเย็นลดลง 30-50% และความสามารถในการฉีดขึ้นรูปเพิ่มขึ้น คุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้รับการปรับปรุง และการระบายความร้อนที่สม่ำเสมอจะช่วยลดข้อบกพร่อง เช่น การบิดเบี้ยว รอยยุบ เครื่องหมายอากาศ ฯลฯ และปรับปรุงรูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์และความแม่นยำของมิติ อายุการใช้งานของแม่พิมพ์จะขยายออกไป และการกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอจะช่วยลดความเครียดจากความร้อน และลดความเสี่ยงของการแตกร้าวของแม่พิมพ์ อิสระในการออกแบบมีขนาดใหญ่ และทางน้ำสามารถออกแบบได้ในพื้นที่ที่ไม่สามารถใช้วิธีการแบบเดิมได้
การพิมพ์ 3 มิติเพื่อผลิตแม่พิมพ์ระบายความร้อนตามแบบ
รูปทรงที่ซับซ้อนของช่องระบายความร้อนตามแบบเป็นเรื่องยากที่จะผลิตโดยใช้วิธีการประมวลผลแบบดั้งเดิม และเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเป็นวิธีแก้ปัญหาสำหรับสิ่งนี้ การพิมพ์โลหะ 3 มิติ (SLM/EBM) สามารถพิมพ์เม็ดมีดแม่พิมพ์ได้โดยตรงด้วยช่องระบายความร้อนที่เป็นไปตามข้อกำหนด โดยไม่คำนึงถึงข้อจำกัดเส้นทางเครื่องมือของการตัดเฉือนแบบดั้งเดิม วัสดุการพิมพ์แม่พิมพ์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เหล็กกล้าแม่พิมพ์ (H13, S136), เหล็กมาราจิ้ง, ทองแดงเบริลเลียม ฯลฯ หลังจากการพิมพ์ กระบวนการหลังการประมวลผล เช่น การอบชุบด้วยความร้อน การตัดเฉือน และการขัดเงา จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการทำงานของแม่พิมพ์ ต้นทุนการพิมพ์ของแม่พิมพ์หล่อเย็นแบบ Conformal นั้นสูงกว่าการประมวลผลแบบเดิม แต่การลงทุนสามารถคืนทุนได้ในเวลาอันสั้นลงโดยการลดรอบการฉีดขึ้นรูปและปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ เหมาะสำหรับงานแม่พิมพ์ที่ต้องการผลผลิตสูง มีความต้องการคุณภาพสูง และการระบายความร้อนที่ยากลำบาก
ประเด็นสำคัญของการออกแบบการระบายความร้อนตามข้อกำหนด
การออกแบบช่องระบายความร้อนตามข้อกำหนดจำเป็นต้องพิจารณาผลการทำความเย็นและความเป็นไปได้ในการผลิตอย่างครอบคลุม เส้นผ่านศูนย์กลางของช่องน้ำมักจะอยู่ที่ 6-12 มม. หากเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่เกินไป ปริมาตรของแม่พิมพ์จะเพิ่มขึ้น และหากเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กเกินไป ความสามารถในการทำความเย็นจะไม่เพียงพอ ระยะห่างระหว่างช่องน้ำและพื้นผิวโพรงมักจะอยู่ที่ 10-15 มม. หากปิดมากเกินไปอาจทำให้แม่พิมพ์มีความแข็งแรงไม่เพียงพอหรือน้ำหล่อเย็นรั่วไหลได้ ระยะห่างของช่องน้ำจะถูกกำหนดตามความต้องการในการทำความเย็น โดยปกติจะเป็น 3-5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของช่องน้ำ การวางผังช่องจ่ายน้ำต้องคำนึงถึงการกระจายอุณหภูมิของช่องระบายน้ำด้วย พื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูงควรจัดวางให้หนาแน่น และพื้นที่ที่มีอุณหภูมิต่ำสามารถจัดวางให้เบาบางได้อย่างเหมาะสม การออกแบบทางเข้าและทางออกต้องให้แน่ใจว่าน้ำหล่อเย็นไหลได้อย่างราบรื่นและหลีกเลี่ยงมุมที่บอด การเชื่อมต่อทางน้ำจำเป็นต้องคำนึงถึงความสะดวกในการประมวลผลและการปิดผนึก ในระหว่างการออกแบบ ขอแนะนำให้ใช้ซอฟต์แวร์วิเคราะห์การไหลของแม่พิมพ์ (เช่น Moldflow) เพื่อทำการจำลองการระบายความร้อนและปรับเค้าโครงช่องน้ำให้เหมาะสม
กรณีการใช้งานของแม่พิมพ์ทำความเย็นแบบ Conformal
แม่พิมพ์ทำความเย็นแบบ Conformal มีกรณีการใช้งานที่ประสบความสำเร็จในหลายอุตสาหกรรม ในอุตสาหกรรมยานยนต์ ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนตกแต่งภายในและภายนอกที่มีขนาดใหญ่และซับซ้อน ช่วยลดระยะเวลาการทำงานลงมากกว่า 40% และลดการเสียรูปบิดเบี้ยวได้อย่างมาก ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนตัวเรือนที่มีผนังบาง แก้ปัญหารอยยุบและรอยอากาศ และปรับปรุงคุณภาพรูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์ ในอุตสาหกรรมการแพทย์ ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนอุปกรณ์การแพทย์ที่มีความแม่นยำ และความแม่นยำของมิติและคุณภาพพื้นผิวได้รับการปรับปรุงอย่างมาก ในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์จะใช้ในการผลิตภาชนะผนังบางเพื่อลดระยะเวลาวงจรและเพิ่มกำลังการผลิต กรณีต่างๆ แสดงให้เห็นว่าระยะเวลาคืนทุนของแม่พิมพ์หล่อเย็นแบบคอนฟอร์มัลโดยปกติอยู่ที่ 6-12 เดือน และประโยชน์จะมีนัยสำคัญสำหรับชิ้นส่วนที่มีปริมาณมาก ขอแนะนำให้พิจารณาโซลูชันการระบายความร้อนตามแบบแผนในขั้นตอนการออกแบบแม่พิมพ์ใหม่ เพื่อให้เกิดความสมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างต้นทุนของแม่พิมพ์และประสิทธิภาพในการฉีดขึ้นรูป
ส่งโมเดล แบบแปลน รูปภาพ หรือบันทึกเป็นลายลักษณ์อักษร วิศวกรจะตรวจสอบวัสดุ กระบวนการ การตกแต่ง และการส่งมอบตามการใช้งานจริง