Hvordan opnår man komplekse kølekanalforme gennem 3D-print af metal?

一, Begrænsninger af typiske kølekanaler: dobbelte grænser for effektivitet og kvalitet
Krydsboringsteknologi bruges til at lave klassiske formkølekanaler, og designkriterierne er begrænset af, hvor lige bearbejdningsvejen er. For eksempel skal skillefladen på bilkofangerformen bores igennem for at give plads til kølevandskredsløbet. Det er dog svært at holde afstanden mellem vandkredsløbet og formhulens overflade ens, hvilket fører til store variationer i køleydelsen. Ifølge industridata afkøler typiske forme kun 30% til 50% af den tid, de burde, og afkøling kan tage op til 70% af den tid, det tager at lave en form. Omkring 40 % af skrotmængden for produktet er direkte forårsaget af ujævn afkøling.
Fremstilling af komplicerede støbeforme involverer også blokbearbejdning og splejsning, hvilket ikke kun gør det mere sandsynligt, at der vil blive begået fejl under monteringen, men også forkorter støbeformens levetid. For eksempel skulle en form til en bildele repareres meget, fordi kølevandskredsløbet blev ved med at blive blokeret. Det koster mere end 2 millioner yuan om året at vedligeholde. Disse problemer viser, hvordan konventionelt håndværk ikke altid er den bedste måde at fremstille høje-forme på.
2, Et stort skridt fremad inden for metal 3D print teknologi: Metal 3D print gør det muligt at "fri design" og "integreret støbning" af kølekanaler ved at bruge metoder som selektiv lasersmeltning (SLM) og elektronstrålesmeltning (EBM). Følgende tre ting viser dens vigtigste fordele:
1. Geometriske frihedsgrader: en uregelmæssig flod, der passer til formhulen
Det konforme kølekanaldesign kommer uden om de geometriske grænser for standardboring og kan ændre vandløbet, så det passer til krumningen af ​​formhulrummets overflade. For eksempel bruger Zhongrui Technologys konforme køleindsatser til forme til husholdningsapparater simuleringssoftware til at holde afstanden mellem kølevandsvejen og formhulens overflade inden for 2 mm. Dette reducerer sprøjtestøbningscyklussen med 35 % og produktvridningshastigheden med 60 %. Gennem 3D-printning ændrede Diamond Tool Company i USA diameteren af ​​kølevandskanalen fra 11,11 mm til 8 mm, mens tværsnitsarealet blev det samme-. Dette gjorde kølevæskestrømningshastigheden og varmevekslingseffektiviteten ens.
2. Topologioptimering: gør tingene lettere og kombinerer funktioner
Metal 3D-print kan lave lette designs som gitterstrukturer, der bruger mindre materiale, mens de alligevel er stærke. For eksempel reducerer Platinums hule gitterkølekanal til blade til flymotorer vægten med 40 % og forbedrer køleeffektiviteten til 2,3 gange så stor som standarddesign. 3D-print kan også lave dele som varme dyser og isolerende mesoner på én gang, hvilket skærer ned på fejl under montering. Hvis en virksomhed bruger 3D-print til at skære antallet af varme dysestykker fra 12 til 3, reduceres den tid, det tager at sætte dem sammen, med 80 %, og det gap-problem, der opstår, når tingene udvider sig og trækker sig sammen med varme, er fuldstændig løst.
3. Materiale Innovation: Hvordan højtydende legeringer kan bruges på forskellige måder
Metal 3D-printning kan bruge en bred vifte af materialer, herunder formstål (såsom 18Ni300 og H13), høj-temperaturlegeringer (som Inconel 718), aluminiumslegeringer (som AlSi10Mg) og mere for at tilfredsstille behovene ved forskellige arbejdsforhold. For eksempel har Jiangsu Weilaris 18Ni300-pulver et iltniveau på mindre end 0,03%, en trykt deltæthed på over 99,5% og en levetid, der er mere end dobbelt så lang som typiske skimmelsvampe. I området for nye energikøretøjer bruger en virksomhed 3D-print til at lave aluminiumslegeringsmotorskaller med spiralkølekanaler. Dette reducerer vægten med 50 % og øger effektiviteten af ​​varmeafledning med 30 %.
3, Industriel brug: fra høj-produktion til udbredt brug
Konforme køleforme til metal 3D-print er blevet brugt over hele verden, og de har haft stor betydning for økonomien og kvaliteten af ​​produkterne.
1. Sprøjtestøbeforme: et dobbelt løft i kvalitet og effektivitet
Bilsikkerhedsspændeformen, som Shantou Ruixiang Mold bruger, er trykt af Huashu High tech FS271M udstyr. Dette reducerer afkølingstiden fra 25 sekunder til 13 sekunder, produktionscyklussen i et enkelt stykke fra 43,6 sekunder til 31,6 sekunder og øger effektiviteten med 27,5%. Køleeffektiviteten af ​​formindsatser er også steget fra 15 % til 22 %, og produktcertificeringsprocenten er nu 99,2 %. Audi Tyskland har reduceret den tid, det tager at lave motorbeslag i aluminiumslegeringer, med 40 % og mængden af ​​energi, den bruger med 25 %, ved at bruge 3D-print til fremstilling af-støbestøbeindsatser.
2. Trykstøbeforme: nye niveauer af ydeevne i meget varme situationer
I støbeindustrien for magnesiumlegeringer- fremstiller en virksomhed formkerner af 3D-printet formstål (CX). Formens levetid er steget fra 80.000 gange til 150.000 gange, og prisen på hvert stykke er faldet med 40 %. 3D-udskrivning kan også hurtigt foretage ændringer i forme. Ved at trykke testforme skærer en virksomhed, der laver forbrugerelektronik, tiden det tager at lave nye varer fra seks måneder til to måneder.
3. Særlige situationer: skræddersyede løsninger til meget barske forhold
Det indiske hold Octane Racing bruger EOS M290-2 FLX-udstyr til at printe hjulmotorhuset. Dette hus har en spiral kølekanal og vejer kun 1,3 kg, hvilket er 50 % mindre end traditionelle designs. Det opfylder også varmeafledningskravene til høje temperaturer på 600 grader. I den medicinske industri har en bestemt virksomhed øget køleens ensartethed til 98% ved at 3D-printe ortopædiske implantatforme af titanlegering. Dette forhindrer revner, der kan opstå, når formene varmes op på traditionelle måder.