以金屬3D列印開發異型水路模具

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塑膠產品量產製造的過程中,大多透過模具工廠進行生產,其中模具的散熱過程佔了生產階段了1/2甚至是2/3以上的時間,因此縮短冷卻時間,就是提昇生產效率、減少成本的直接手段。

模具的散熱脫模,大量依賴水路設計加速進行優化,即使電腦輔助工程設計(CAD, Computer Aided Design)與電腦輔助工程分析(CAE, Computer Aided Engineering)來協助設計的技術已經十分成熟,除了充填分析(Fill)、保壓分析(Pack)、冷卻分析(Cool)、產品收縮翹曲分析(Warp),大部分的模具水路設計仍停留在傳統階段,直線與直角等線性設計是最常使用的技巧。

模具水路設計

傳統水路(Traditional Cooling)設計冷卻效率不彰,無法均勻的帶走熱量連帶影響模具的品質與良率,因此異型水路(Conformal Cooling)的優勢是可以使用任意形狀的水路,例如:以弧型、螺旋型在模具邊緣環繞,使水路得以均勻帶走熱量,並同時避開模具鎖具或固定件,是最先進的模具設計技術之一。

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異型水路的冷卻效率更佳,金屬3D列印技術不可或缺,因為金屬3D列印是透過雷射燒結金屬粉末成型,相較一般水路之製造需透過加工機進行多次鑽孔、開鑿之功能,異型水路受到加工因素影響下時間與成本昂貴,有技術製作之困難。

使用金屬3D列印技術,水路的設計上有更多自由空間,例如將水路設計得更貼近產品輪廓,減少死角、積熱處的散熱問題,提昇散熱的效率,也能改善塑膠件因為過熱變形,提昇產品品質。

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金屬3D列印與異型水路

金屬3D列印的技術的應用範圍廣,可以生產出高強度精密零件,並直接用於嚴苛的環境如汽車零件、航太產業、機器零件等。模具開發上,金屬3D列印能夠免除加工設計過程,不論是任何造型的水路、水路的口徑尺寸等,遠優於傳統模具加工解決方案,有不可取代的優勢。

馬路科技為3D Systems代理,引進金屬3D列印解決方案,成立3D列印中心,從模具量測、檢測、設計到模具開發,提供了模具產業全方位的服務。除了金屬3D列印外,蠟模3D列印、塑膠3D列印之解決方業也受到業界高度肯定。

(圖片來源:3D Systems/Cimatron/Bastech)


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