Немецкие 3D Конформные каналы охлаждения: технологический прорыв и практика для 40% эффективности охлаждения.

Немецкие 3D -конформные каналы охлаждения подрывали традиционную логику конструкции охлаждения и полагались на топологическую оптимизацию и технологии производства аддитивного производства для достижения 40% -ной эффективности охлаждения (на основе измеренных данных). Это инновация реконструировала систему теплового управления плесенью и стала основным технологическим прорывом в области формования точной инъекции.

I. «Уничтожая теплопередачи» традиционного охлаждения

Традиционные плесени применяют простые или проведенные охлаждающие каналы типа, которые имеют три основных дефекта:

1 Ограничение расстояния : расстояние между каналом охлаждения и поверхностью полости фиксируется (5-15 мм). Тепло накапливается в районах, далеко от каналов, что приводит к локальной разнице температур 15-30 ℃. Например, температура на краю полости автомобильной формы бамперного бампера на 25 ℃ выше, чем в центре, непосредственно расширяя цикл впрыска на 20%.

2 Небольшая площадь теплообмена : теплообмен происходит только через цилиндрическую поверхность, поэтому площадь теплообмена на единицу объема формы составляет всего 50-100 м²/м³, что приводит к низкой эффективности теплопередачи.

3 Неравномерное охлаждение : многослойные структурные формы (такие как автомобильные панели приборов), как правило, имеют феномен «внешнего холода и внутреннего тепла», что вызывает неравномерную усадку продуктов и увеличивает скорость деформации более чем на 30%.

II «Прорывная логика» 3D -конформных каналов охлаждения

Благодаря дизайну «растущего вместе с поверхностью полости», конформные каналы охлаждения реконструируют процесс теплопередачи с физической точки зрения:

1 Экспоненциальное увеличение зоны теплообмена : они могут быть спроектированы в виде изогнутых труб, разветвленных сетей или сотовых конструкций. Область контакта с полостью в 2-3 раза больше, чем у традиционных каналов охлаждения (измерено до 200-300 м²/м³). Например, область теплообмена конформного охлаждающего канала в форме внутренней части BMW в 2,8 раза больше, чем у традиционной конструкции, увеличивая рассеяние тепла на единицу времени на 120%.

2 Точность на уровне микрон В контроле расстояния : Разрыв предела отношения глубины к диаметре 10: 1, конформные каналы охлаждения, могут быть тесно прикреплены к ключевым областям полости (например, ворота и областям тонкостенных). В медицинских формах Siemens расстояние между конформным охлаждающим каналом и поверхностью полости составляет всего 2-3 мм (традиционная конструкция ≥8 мм), что улучшает однородность температуры с ± 15 ° ± 3 ℃.

3 Устранение «Эффекта теплового острова» : с помощью моделирования CAE для оптимизации макета максимальная разница температур на поверхности полости уменьшается с 25 ℃ до 5 ℃. После применения конформных каналов охлаждения в форме крышки двигателя Volkswagen продукт усадки уменьшилось с 0,15%до ± 0,03%, а количество деформации было снижено на 60%.

Iii. «Поддержка данных» для повышения эффективности 40%

Основываясь на партийных тестах автомобильных внутренних частей (материал ABS, размер плесени 500 × 400 × 150 мм) (конформные каналы охлаждения, изготовленные процессом SLM, материал: Marraging Steel MS1), сравнение данных ядра выглядит следующим образом:

IV «Инновации в полной цепи» для внедрения технологий

Эффективное применение конформных каналов охлаждения опирается на сотрудничество «Проверка по производству проектирования»:

1 Конец дизайна : алгоритмы оптимизации топологии (такие как Altair Inspire) генерируют естественные каналы охлаждения, а итерация CAE моделирования объединяется для сокращения времени охлаждения на 15% на цикл оптимизации.

2 Производство конца : металлическая 3D -печать (SLM/DMLS) перерывается за счет ограничений обработки. Например, Bosch использует принтер EOS M 300-4 с точностью формирования ± 0,05 мм для реализации единовременного формирования сложных разветвленных каналов.

3 Конец проверки : Немецкие заводы плесени оснащены системами мониторинга температуры в Интернете (например, датчики температуры кистлера) в качестве стандартных для сбора данных о распределении температуры в реальном времени в каналах охлаждения и обратно оптимизации конструкции канала (цикл итерации с закрытой петлей ≤72 часа).

V. Промышленная ценность: от эффективности до конкурентоспособности

Конформные каналы охлаждения реконструировали экономический отчет форм: хотя стоимость аддитивного производства на 20-30% выше, цикл впрыска сокращается (каждое 1 секунду увеличивает годовую производственную мощность на 8,3%), а период окупаемости инвестиций уменьшается с 24 месяцев до 6-12 месяцев; Уровень квалификации продукта увеличивается с 92% до более чем 99,5%, что делает его незаменимым в областях высокой стоимости, таких как медицинские имплантаты и оптические линзы.

Поиск эффективности немецких 3D -конформных каналов охлаждения является результатом сотрудничества материаловедения, аддитивного производства и цифрового моделирования. Это обновляет плесени от «пассивных инструментов охлаждения» до «активных контроллеров качества» и стало одной из основных причин, по которой немецкая плесени проникнет в течение длительного времени.