应用案例：金属3D打印随形冷却模具，产品冷却时间减少48%

魔猴君  行业资讯   1865天前

在注塑模具行业，金属3D打印技术可以有效缩短模具冷却时间，提高产品生产效率，如今再一次得到了印证。如今的金属3D打印技术，将注塑产品冷却时间从25秒缩短至13秒，减少48%，并具有平滑的流道，更快的流量和更高的冷却效率。

▲左图为汕头瑞祥采用3D打印制作的随形冷却模具镶件，右图为3D打印模具生产的汽车后座安全内扣

金属3D打印模具镶件优势：

注塑产品冷却时间从25秒缩短至13秒，减少48%；

模具镶件占整套模具的冷却效率，从15%提升至22%，提升6.58%；

产品积热区域由原来的68.38℃下降到了31.74℃；

在引进金属3D打印技术之前，其传统的模具冷却方式是在模具中钻孔，以形成网状冷却液通道。由钻孔方式形成的通道其几何形状会受到限制，对于比较简单的模具，这种冷却方式可以达到预期效果，但对于更为复杂的模具，冷却效果就会大打折扣。

据魔猴网了解，2017年金属3D打印解决方案，生产随形冷却模具。3D打印制造方式十分灵活，这意味着模具中冷却液通道的复杂性几乎不受限制。一般情况下，模具内的随形冷却通道可保持与模具壁的距离均等，能更贴近产品内壁及增大冷却面积，因此冷却效果更加均匀；或者在模具内热点集中的区域，可加大随形冷却通道的密集度，以此为这些区域提供更快速的冷却。

▲左图为传统模具流道（V型水路插件），右图为3D打印随形冷却流道（异形水路插件及水路）

传统模具 VS 3D打印模具

冷却温度分析对比

为了测试传统模具与随形冷却模具温度对比，采用马路科技Moldex 3D软件进行模拟测试，并选择一个典型区域作为感测节点，在这个位置附近区域传统水路难以冷却，易形成积热区。

图中以不同颜色显示当下的塑件温度分布情形，三维计算可以得到三度空间的温度分布，在塑件表面接近模温，因此通常显示低温状态。模拟测试结果显示，加了异形水路之后，图中积热区域由原来的68.38℃下降到了31.74℃，降幅约36.64℃。

备注：水路模拟测试设置基数：模具温度35℃，塑料温度259℃

▲灰色线代表传统水路温度变化路径，蓝色线代表3D打印随形冷却水路温度变化路径。由图可看出，在同样的时间内，传统水路内部1mm处温度为99.6℃，3D打印异形水路1mm处温度为77℃，由此可证明3D打印随形冷却模具冷却时间更快。

▲从异形水路和传统水路温度剖面对比可看出，使用异形水路的位置，模穴温度已经明显降低，温度下降约38.8℃。

▲图中数据代表成形周期中透过各水管吸收热量的百分比（效率），可看出，冷却效率从15.71%提升至22.298%.

生产效率对比

每个产品生产周期需经历锁模、射胶、保压、冷却、开模、顶针等多道工序，传统模具生产总耗时约43.6秒，而3D打印随形冷却模具则大大缩短冷却时间，将总耗时降低至31.6秒，生产效率缩短27.5%。

（单位：秒）

利用3D打印技术可以制造具有特殊结构的模具，这是传统制造方法难以实现的，也是3D打印技术在模具行业应用中的一大亮点。更短的生产周期，更复杂的几何形状，以及降低最终成本的能力，3D打印技术更有利企业服务客户定制想要的产品。

来源：中国3D打印网