Конформное охлаждение при литье пластмасс под давлением становится технологией, которая может предложить большие преимущества при изготовлении пресс-форм. По этой причине наша команда BE-CU инвестирует в исследования и разработки, чтобы предоставлять эту услугу в будущем. Использование передовых технологий производства, таких как 3D-печать металлом, сделает это решение более доступным, чем когда-либо. В этой статье мы рассмотрим, как работает конформное охлаждение и как оно повлияет на будущее производства.
Что такое конформное охлаждение?
Конформное охлаждение — это процесс использования каналов охлаждающей жидкости в инструментах для литья пластмасс под давлением, которые точно повторяют форму отливаемой детали или соответствуют ей. Они отличаются от стандартных каналов охлаждения тем, что не ограничиваются прямой видимостью, прямыми отверстиями, которые создаются при обычном сверлении или фрезеровании. Конформные каналы охлаждения повторяют особенности конструкции сложных деталей и поэтому обеспечивают гораздо более высокую эффективность охлаждения и сокращение времени цикла.
Как сделаны каналы охлаждения в большинстве форм PIM?
Подавляющее большинство инструментов и штампов для литья под давлением изготавливаются с охлаждающими каналами, которые просверлены или фрезерованы из куска инструментальной стали. Это означает, что каналы расположены по прямой линии. После того, как деталь отлита, через эти каналы в контуре прокачивается холодная вода, которая охлаждает сердечник и отводит тепло от пластика.
Чтобы быть эффективными, эти контуры должны располагаться как можно ближе к стенке инструмента, где он контактирует с расплавленной смолой. Так что если деталь не имеет ничего, кроме прямых стенок, как у простой коробки, это легко сделать. Но большинство частей не так просты. Поэтому проектировщики инструментов тратят много времени, пытаясь сориентировать конструкцию таким образом, чтобы ее могло окружать максимальное количество прямых линий, обеспечивающих охлаждение. Этот процесс обычно представляет собой компромисс со многими переменными, но он всегда не идеален.
Почему охлаждение так важно для литья пластмасс под давлением?
Успешное литье под давлением зависит как от равномерного нагрева, так и от охлаждения термопластической смолы. Хотя смолу относительно легко нагреть до тех пор, пока она не расплавится, гораздо труднее охладить ее быстро и с равномерной скоростью. Но это очень важно для создания готовой детали, свободной от термического напряжения и всех дефектов, которые оно создает – линий сварки, коробления, вмятин и т. д.
Охлаждение также важно, поскольку термопластичная смола не любит находиться в расплавленном состоянии слишком долго. Химические вещества быстро разлагаются и могут быстро стать бесполезными.
Как сделаны конформные каналы охлаждения?
Один из лучших способов изготовления конформных каналов охлаждения — 3D-печать металлом. 3D-печать может сделать невозможным изготовление сложных внутренних структур традиционным способом, поэтому вставки для пресс-форм могут быть изготовлены по индивидуальному заказу с каналами охлаждения, которые соответствуют геометрии детали. Они не ограничены прямой линией и могут следовать любой кривизне. Не менее важно и то, что форма поперечного сечения канала также может меняться в любом месте по его длине, что невозможно сделать обычным способом.
Мы изучаем прямое лазерное плавление металла как идеальный способ печати пресс-форм или вставок нового поколения, поскольку этот процесс позволяет создавать готовые детали из инструментальных сталей, которые являются полностью плотными и долговечными, что необходимо для того, чтобы выдерживать давление литья под давлением.
Каковы другие преимущества инструментов для пресс-форм с конформным охлаждением?
После того как конструкция оптимизирована для эффективного охлаждения, инструмент или вставку можно распечатать и провести последующую обработку в течение нескольких дней, по сравнению с неделями для обычных инструментов. Этот процесс также потребляет меньше сырья.
Качество готовой детали с использованием этого типа инструмента может быть намного выше с меньшим количеством дефектов литья. А поскольку инструмент нагревается и охлаждается быстрее, время цикла сокращается. Это может стать реальной экономией средств при крупносерийном производстве и более чем компенсировать стоимость инструмента в долгосрочной перспективе.
Есть ли какие-либо недостатки в изготовлении инструментов для пресс-форм с конформным охлаждением?
Следует учитывать некоторые ограничения, особенно для быстрого производства. 3D-печать, вероятно, будет дороже, чем обычная обработка с ЧПУ, и потребует более тщательного проектирования. Это может включать использование сложного программного обеспечения для анализа, такого как Moldflow®, для определения оптимальной конструкции для наиболее эффективного отвода тепла. Из-за тщательного проектирования, необходимого для получения наилучших результатов, подготовка 3D-печатного инструмента займет больше времени, чем изготовление традиционного аналога.
Размер инструмента также будет ограничен размером печатной платформы, которая на большинстве принтеров меньше, чем у стандартного обработанного аналога. И, наконец, выбор сырья меньше, поэтому обычные инструментальные стали, такие как NAK80 или P20, недоступны для печати.
Подходит ли вам конформное охлаждение?
Мы продолжаем активно проводить исследования и разработки в области конформного охлаждения и надеемся предложить эту услугу в ближайшем будущем. Если вы считаете, что этот процесс может подойти для вашего проекта по созданию оснастки, спросите наших инженеров о преимуществах, когда в следующий раз обратитесь к нам за бесплатным ценовым предложением.
