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增材制造随形冷却通道,别再犯这些错误——三位行业专家实战建议

增材制造(AM)随形冷却通道的设计正成为研究和开发中的反复焦点。得益于增材制造工艺与仿真驱动计算设计的进步,随形冷却可在注塑成型和高性能工装等应用中显著提升生产率、零件质量和可制造性。然而,这一话题在很大程度上仍局限于研发领域。一个促成因素是,公司在尝试为增材制造设计随形冷却通道时,面临一系列常见错误或误解。

本文作为“专家建议”部分,聚焦于这些设计层面的挑战。三位专家——爱尔兰制造研究院增材制造高级技术专家Mark Hartnett、Texer Design S.r.l.产品经理Corrado Muner以及HTS增材技术主管Domen Tršar,共同回答了同一个问题:企业在为增材制造设计随形冷却通道时最常见的错误或误解是什么?他们如何建议避免?



Mark Hartnett指出:人们对注塑成型随形冷却最常见的误解是,它仅在缩短周期时间至关重要时才有效,并且成本和产量是唯一关心因素。事实上,多年来我们与公司合作的所有采用随形冷却的注塑模具中,只有一个专注于缩短周期时间。



他补充道:我们通过随形冷却获得的最大收益在于消除零件翘曲、材料流动不畅以及冷点等问题。尽早使用经验证的仿真工具评估模具性能,检查零件变形和模具温度至关重要。一旦了解模具的热性能,就可将仿真作为设计工具来应用随形冷却,以优化零件质量,并在切割或建造钢材后最大程度地减少问题。



Corrado Muner表示:随形冷却设计中的一个常见错误是,在模具镶件的关键区域内通道分布效果不佳。精确的钢温控制能极大限制热疲劳,延长模具寿命并确保工艺稳定性,这直接反映在铸造或注塑零件的质量上。为实现这一目标,优化设计至关重要;模具设计师应聚焦目标区域,而不在不必要的地方浪费热容量。为增材制造设计随形冷却通道需要熟练的设计师,他们能够平衡增材制造技术的特性与热设计原理。



Domen Tršar强调:最常见的错误是,在没有适当考虑流体动力学和热行为的情况下过度复杂化几何形状。增材制造的设计自由度常被误解为可创建过度曲折的流道,这导致尖锐曲率过渡、不连续横截面和滞流区域,增加压降,降低冷却液流速,造成不均匀热量提取。结果,模具出现局部热点、冷却延迟和导致变形或早期开裂的热梯度,完全抵消随形冷却优势。为减轻这些问题,应将设计过程锚定在预测分析之上,而非仅凭几何直觉。除流场评估外,设计师还应纳入热和凝固仿真,以捕捉整个周期中的热通量、冷却均匀性和应力发展。这些工具能揭示通道拓扑结构在何处真正有益,以及在何处引入风险,从而允许最终几何形状由可测量的热性能而非美学复杂性来塑造。这种结合仿真驱动的方法确保冷却网络在实际加工条件下支持可靠、可重复的模具行为。

06-09 16:02 转载自:3dadept,如对内容有疑问,请联系我们:yihanzhong@amedao.com
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