Natančna orodja zahtevajo natančno upravljanje toplote.

Vrta-in-resničnost

Običajno hlajenje je sveder-in-vtič. Vzameš kalup, ga postaviš na mlin ali pištolo in narediš ravne luknje. Povežite jih s prečnimi svedri ali zunanjimi cevmi. Zamašite konce, ki jih ne potrebujete. Ta metoda deluje. Deluje, odkar je bil moj oče v tem poslu. Orodje je poceni, to zmore katera koli trgovina, in ko se kaj zamaši, lahko to izvlečeš.

Težava se pokaže, ko se geometrija zaplete. Lansko leto sem delal-za ohišje zabavne elektronike, veliko krivulj, nazivna stena 1,2 mm z izboklinami, ki se spustijo na 0,8 mm. Industrijskega oblikovalca sploh ni zanimalo, kaj bi lahko dejansko ohladil. Stran jedra je imela morda 6 mm jekla za votlino v treh različnih conah. Tja ne morete postaviti 10 mm kanala. Tja tudi ne moreš dati 6 mm kanala, ne z nobeno varnostno rezervo.

Konformno hlajenje-Ko je smiselno

 

3D-tiskanje kovin je spremenilo ta posel. Pred desetimi leti je bilo konformno hlajenje radovednost, nekaj, kar bi videli na sejmu in mislili, da je "to lepo". Zdaj ga ponuja ali bi ga moral vsak večji proizvajalec kalupov za brizganje po meri. Tehnologija je dozorela. Cene so padle. Dobavni roki so postali razumni.

 

Materiali delujejo. Vložke iz maraging jekla MS1 sem uporabil več kot 400.000 udarcev brez težav. Odtisi H13 postajajo boljši, vendar po mojih izkušnjah praškasta metalurgija še vedno ni dovolj primerna za aplikacije z visoko{6}}obrabo. Pri jedrih in votlih vložkih, ki ne vidijo neposrednega udarca vrat, se tiskano jeklo dobro obnese.

Tukaj se ljudje motijo: mislijo, da konformno pomeni, da lahko ohladite karkoli. Ne moreš. Kanali še vedno potrebujejo pretok. Vidim, da na moji mizi prihajajo modeli s temi čudovitimi organskimi hladilnimi kanali, ki izgledajo kot krvne žile. Zelo lepo v CAD. Nemogoče je doseči turbulentni tok. Padec tlaka vas ubije ali pa tok postane laminaren in vaši rezervoarji za prenos toplote.

 

Pravilo, ki ga uporabljam: imejte prečni-prerez kanala nad 5 mm enakovrednega premera, ne prekoračite razmerja stranic 4:1 na nobenem ne-krožnem odseku in omejite skupno dolžino vezja na tisto, kar vaš TCU dejansko lahko potisne. Večina enot za regulacijo talne temperature dosega največ 4-5 barov. Vaše konformno vezje, razdelilnik in cevi morajo delovati znotraj tega.

Pregrade in mehurčki imajo še vedno svoje mesto

Preden svojega ponudnika hladilnih rešitev za brizganje pokličete glede natisnjenega vložka v vrednosti 15.000 USD, razmislite o možnostih stare šole. Pregrade stanejo morda 30 $ vsaka. Mehurčki, 40-50 $. Toplotne cevi stanejo 150-400 USD, odvisno od dolžine in premera.

Pregrade delujejo odlično v pravokotnih jedrih. Ploščato rezilo razdeli izvrtano luknjo na dovod in povratek. Voda teče navzdol po eni strani, okoli dna, nazaj na drugo. Izgubite nekaj pretočne zmogljivosti-in sicer 60–65 % tistega, kar bi vam dal odprt kanal. Za večino aplikacij je to dovolj.

Materialne izbire, o katerih nihče ne govori

Vsaka brošura o storitvah za izdelavo natančnih kalupov omenja konformno hlajenje. Ni veliko govora o izbiri materiala za učinkovitost hlajenja.

Vložki BeCu obstajajo že od nekdaj. Toplotna prevodnost okoli 105 W/m·K v primerjavi z 29 za H13. To je velika številka. Na vročem mestu, kjer vode fizično ne morete dovolj približati, lahko vložek iz bakrove zlitine reši delo. Uporabil sem jih za tankimi rebri, v dvižnih telesih, v majhnih jedrih, kjer mehurček ne ustreza.

Ulov je obraba. BeCu deluje morda 35-38 HRC po toplotni obdelavi. Ne boste vstopili neposredno vanj. Najlona, ​​napolnjenega s steklom, ne boste peljali po njem milijon ciklov. Toda na zaščitenih lokacijah, kjer potrebujete samo toploto, deluje.

Aluminijasto orodje je podcenjeno za pravo uporabo. K meni je prišel zdravnik, ki je želel prototipne kalupe, pričakovane količine približno 50.000 kosov na leto, tri-letna življenjska doba izdelka. Ponudbe, ki so jih imeli za orodja P20, so bile noro-dolg dobavni rok, visoki stroški in bila bi zastarela, preden bi se obrabila. Izdelali smo jedra in votline iz aluminija QC-10 za približno 40 % cene jekla. Časi cikla so bili v 12 sekundah v primerjavi z 18-20, ki smo jih ocenili za jeklo. Tri leta kasneje ta orodja še vedno delujejo. Majhna obraba na ločilni liniji, nič, kar bi vplivalo na kakovost delov.

Nadzor temperature postane zapleten

Preprosti kalupi imajo en hladilni krog na polovico. Voda noter, voda ven, končano. Posebni kalupi-in v to kategorijo bi uvrstil večino tega, kar je danes na moji mizi-potrebujejo več območij.

Svetovalec za inženiring kalupov za brizganje, s katerim delam, pravi: vsaka vroča točka potrebuje svoj odgovor. Včasih je ta odgovor bolj tekoč. Včasih je hladnejša voda. Včasih je to materialna sprememba. Včasih je sprejetje daljšega cikla in nadaljevanje. Bistvo je, da kalupa ne morete obravnavati kot enotno toplotno maso.

Kaskadni nadzor pomaga. Vaš TCU nadzira temperaturo kalupa prek termočlena in prilagodi položaj pretoka ali mešalnega ventila, da zadrži nastavljeno vrednost. Deluje dobro v-stalnem stanju. Ne pomaga veliko pri prehodnem-tistem izbruhu vročine, ko 300-stopinjska plastika zadene votlino, nato postopno ohlajanje-in nato še en izbruh. Toplotna masa jekla opravi večino dela, ki to izravna.

Variothermal je resničen, vendar drag. Visoka temperatura površine kalupa pred polnjenjem, nato hitro spuščanje za hlajenje. Videl sem, da odpravlja varjene črte na-delih z visokim sijajem. Videl sem tudi, da je programu orodij dodal 80.000 $ in šest mesecev časa za razvoj. Za pravo uporabo-avtomobilska notranjost razreda A, medicinski pripomoček brez{8}}kozmetičnih zahtev-brez napak, bi se lahko izpisal s svinčnikom. Za večino delovnih mest ne.

Triindvajset-let v tej trgovini in še vedno se učim. To je bodisi najboljši ali najslabši del, odvisno od dneva.