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钢材/模具

3DPrintedParts:如何设计3D打印模具冷却水路?

星之球科技 来源:荣格2017-06-05 我要评论(0 )   

现在,模具设计企业可以设计出更靠近模具冷却表面的随形水路,它们具有平滑的角落,更快的流量和更高的冷却效率。

现在,模具设计企业可以设计出更靠近模具冷却表面的随形水路,它们具有平滑的角落,更快的流量和更高的冷却效率。

那么,设计3D打印模具随形冷却水路的时候是否有一些技巧或注意事项呢? 美国注塑模具制造企业Diamond Tool and Engineering 与其3D打印模具的合作伙伴针对这个问题分享了一些经验。

美国明尼苏达州的Diamond Tool and Engineering公司专门为医疗行业制造紧密度容限和多腔的注塑模具。该公司为其注塑模具制造了带有随形冷却水路的模具镶件,其3D打印模具镶件的设计和制造是在其合作伙伴3DPrintedParts公司的帮助下完成的。
 

 
3DPrintedParts公司表示,3D打印技术的价值要体现在为注塑模具所带来的产品附加价值中。根据3D科学谷的市场研究,模具制造用户可以通过金属3D打印技术顺利的构建具有随形冷却通道的模具型芯,使模具内的温度变化更加均匀,从而在时间、成本和质量方面优化模具加工过程,有助于缩短加工周期、减少翘曲变形、加快注塑产品交货期,以及提高产品设计的灵活性。
 
 
3DPrintedParts的设计团队在进行3D打印模具镶件设计时,对传统的镶件设计思维进行了突破,总结了几点3D打印模具镶件设计的技巧和经验。
 
除了设计随形水冷水路之外,设计团队还用在模具的部分区域中设计了晶格结构,取代原来的实心结构。晶格结构意味着能够节省打印材料和打印时间,同时降低打印成本。
 
在使用金属3D打印机制造悬垂结构时,往往需要在设计时为该结构添加支撑,而对于冷却水路这种内腔结构,后续去除支撑的难度很大,如将支撑结构残留在内腔结构中往往会影响冷却介质的流动。如果能够在设计时考虑到这些因素,并避免添加支撑,那么将可以消除支撑结构对模具冷却性能的影响。3DPrintedParts公司表示,他们在不添加支撑结构的情况下,可打印出与水平方向之间25度角的悬垂结构,这意味着他们能够在无需后续机加工的情况下,制造出更优异的几何结构。
 
1、注意高度与厚度比。 一般来说,高度与壁厚比不超过15:1。
2、打印粉末的去除问题。 在金属打印的过程中,冷却通道内腔内会被没有熔化的金属粉末所填充,所以在设计时需提前考虑到这个问题,并考虑内腔结构中的粉末如何进行清除。
3、冷却通道的形状 。 圆形螺旋状的水路看起来不错或者是建模相对容易,但是这种设计的冷却效果并不一定是最有效的,冷却通道的轮廓将根据需要进行改变。

3DPrintedParts公司表示,由于3D打印模具冷却水路与模具型芯的设计是共形的,这种设计使冷却周期从35-40秒缩短到6.7秒,大幅提升了注塑模具的冷却效率。

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