Iesmidzināšana ļauj plastikāta izstrādājumus ražot sarežģītā un sarežģītā veidā, bieži vien lielos ražošanas posmos, ar atkārtojamām pielaidēm un augstu virsmas kvalitāti. Pelējuma darbarīkiem jābūt konstruētiem tā, lai tie minimāli cikla laikā varētu pilnībā atveidot 3D dizainu. Plastmasas daļas dzesēšana, jo tas cietina pelējuma instrumentā, ir kritisks faktors, kas ietekmē gan cikla laiku, gan daļas kvalitāti.
Atcerēsimies konformālās dzesēšanas principus un aplūkosim dziļās pelējuma labvēlīgo ietekmi uz pelējuma instrumenta dizainu.
Kāpēc izmantot Deep Mould veidņu instrumentu konformālai dzesēšanai?
Konformālās dzesēšanas mērķis ir ātri un vienmērīgi samazināt pelējuma instrumenta plastmasas daļas temperatūru. Daļu nevar noņemt no instrumenta, līdz tas ir pietiekami atdzisis, lai atdalītos no tā veidnes. Jebkuri karstie punkti aizkavēs daļu izlaišanu, var novest pie deformācijas un pazemināt zīmes daļā pēc izņemšanas, un tas var apdraudēt detaļas virsmas kvalitāti.
Dzesēšana tiek panākta, šķidrumu novadot caur kanālu iekšpusē pelējuma instrumenta iekšpusē, lai siltums tiktu izvadīts no plastmasas daļas, caur metāla instrumentu un šķidrumā. Šī dzesēšanas efekta ātrumu un vienmērīgumu nosaka tas, cik cieši šķidruma kanāls seko instrumenta virsmai, un ātrumu, kādā dzesēšanas šķidrums šķērso to. Mums ir arī jānodrošina, lai mūsu veidņu rīki būtu uzticami, izvairoties no negaidītām vietām dzesēšanas šķidruma plūsmā, kur nogulsnes var savākt un radīt aizsprostojumus.
Augstāk redzamais attēls - parastie dzesēšanas kanāli, kas rodas, veicot šķērsgriešanu, prasa papildu kontaktdakšas, lai izvairītos no mirušiem punktiem. Asas stūris rada arī turbulenci un ierobežo dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrumu caur kanālu.
Deep Mold dod pelējuma instrumentu dizaineriem iespēju izstrādāt sarežģītus dzesēšanas kanālus, kas cieši seko komponenta virsmai, vienlaikus maksimāli palielinot lamināro plūsmu un novēršot mirušos punktus, kas citādi varētu aizsprostoties laika gaitā.
Parastajās veidnēs mums ir šķērsgriezti un pieslēgti dzesēšanas kanāli tādos ierobežotos reģionos kā:
Turpretim, izmantojot Deep Mold, mēs varam izstrādāt kontūrus veidotus kanālus, kas cieši seko līdzīgi rīka virsmai:
Tik Deep Mold palīdz mums izstrādāt instrumentus, kas ne tikai nodrošina efektīvāku dzesēšanu, bet arī ir vienkāršāk ražot un montēt.
55% samazinājums dzesēšanas laikā
Uzņēmumam bija jāpalielina produktivitāte no šīm veidnēm, lai neatpaliktu no augošā pieprasījuma. Izmantojot parasto dzesēšanu, kopējais cikla laiks bija 52 sekundes, no kurām 22 sekundes bija vajadzīgas, lai atdzesētu daļu no tā kušanas temperatūras 220 ° C līdz 100 ° C formēšanas temperatūrai.
Šīm detaļām paredzētā veidņu rīku izgatavošana ir būtiska un sarežģīta, ietverot lielu dobumu un daudzus atdzesētus ieliktņus. Oriģinālais dizains ir parādīts zemāk.
Sākotnējā dzesēšanas sistēma ieliktņiem satur vairākas atsevišķas dzesēšanas shēmas, kā parādīts attēlā. Kopumā tiek izmantots dzesēšanas ūdens 10 litri minūtē.
Sākotnējā pelējuma instrumenta ežektora puses termogrāfija parāda sienas temperatūru 22 sekunžu dzesēšanas cikla beigās. Mēs varam redzēt būtiskas temperatūras svārstības visā veidnē, ar karstajiem punktiem, kas var apdraudēt komponentu, jo tas tiek noņemts no pelējuma:
Pirmais solis, lai paātrinātu lietas, ir simulēt pelējuma rīka uzvedību. Konkrēti, karstajiem ir nepieciešama papildu analīze, jo tie ir atbildīgi par ilgu dzesēšanas laiku. Tika veikta 20 ciklu simulācija, ieskaitot sienas temperatūras analīzi. Modelētās temperatūras liecina par labu korelāciju ar termogrāfiju.
Tagad, kad mums ir pašreizējā dzesēšanas modeļa modelis, mēs varam veikt dizaina izmaiņas, lai uzlabotu lietas, koncentrējoties uz karstajiem punktiem. Šajā gadījumā daļa no risinājuma ir pievienot papildu parastos dzesēšanas kanālus berilija-vara veidnes plāksnītē sprauslas pusē.
Tālāk mēs izstrādājam jaunus AM ieliktņus instrumenta ejektora pusē, kas atspoguļo konformālo dzesēšanu, lai aizvadītu lieko siltumu. Zemāk redzamajā attēlā redzami šie papildu 4 mm diametra dzesēšanas kanāli, kas piemēroti problemātiskajiem reģioniem:
Vienā reģionā, kur nebija pietiekami daudz vietas, lai iekļautu vairāk dzesēšanas kanālu, Kärcher veica uzlabojumus produkta dizainā, lai mazinātu problēmu.
Kad mēs modelējam termisko uzvedību ar šīm jaunajām dzesēšanas sistēmām, mēs redzam ievērojamu temperatūras vienveidības uzlabošanos visā daļā pēc daudz īsāka dzesēšanas cikla:
Šos simulētos uzlabojumus apstiprina jaunās veidnes termiskā attēlveidošana pēc saīsināta dzesēšanas cikla, kas ir tikai 10 sekundes:
Jaunie ieliktņi tiek izgatavoti, izmantojot Deep Mold, lai izveidotu sarežģītus kanālus. Daži no tiem ir pilnībā veidoti, bet citi ir “hibrīdie” komponenti, kas uz virsmas apstrādā piedevu reģionus. Jaunā ežektora sānu montāža ir parādīta zemāk:
Dzesēšanas laiks tika samazināts par 55% no 22 sekundēm līdz tikai 10 sekundēm. Kopā ar papildu laika ietaupījumu materiāla padevē un apstrādē, ātrāka dzesēšana palīdzēja palielināt ražošanas jaudu no katra instrumenta par 40% no 1500 līdz 2100 daļām dienā.
Augstāk redzamais attēls - oriģināls (pa kreisi) un jaunais (labais) pelējuma instrumenta dizains.
Kopsavilkums
Conformal dzesēšana ļauj pelējuma rīkiem darboties ātrāk un ražot konsekventākas detaļas. Deep Mold to vēl vairāk uzlabo, optimizējot siltuma pārnesi, lai padarītu dzesēšanu ātrāku un vienmērīgāku.
