1, Postavitev hladilnega sistema: "nevronska mreža" za učinkovitost odvajanja toplote
Hladilni sistem je glavni nosilec odvajanja toplote plesni, njegova racionalnost zasnove pa neposredno vpliva na učinkovitost prenosa toplote. V skladu z načelom prevodnosti toplote mora postopek prenosa toplote iz visoko{1}}temperaturne taline skozi kalupno jeklo v hladilno tekočino izpolnjevati tri načela "maksimiziranja kontaktne površine, skrajšanja poti in uravnoteženja pretoka".
Postavitev vodne poti in prileganje votlini
Tradicionalni tokokrogi hladilne vode pogosto sprejmejo linearne ali krožne zasnove, a ko se soočimo s kompleksnimi ukrivljenimi izdelki, lahko takšne postavitve zlahka povzročijo nezadostno lokalno hlajenje. Sodobna zasnova kalupov uvaja tehnologijo "konformne vodne poti", ki s 3D-tiskanjem ali strojno obdelavo z električnim praznjenjem izdela hladilni kanal znotraj kalupa, ki se popolnoma prilega obrisu votline kalupa. Na primer, pri proizvodnji avtomobilskih LED senčnikov lahko uporaba kalupa s konformno vodno potjo zmanjša površinsko temperaturno razliko izdelka z 8 stopinj na 2 stopinji, kar znatno zmanjša zvijanje in deformacije, ki jih povzroči neenakomerno hlajenje.
Natančen nadzor parametrov plovne poti
Premer, razmik in hitrost toka vodnih poti so ključni parametri, ki vplivajo na učinkovitost odvajanja toplote. Praksa v industriji je pokazala, da je premer vodnih poti običajno nadzorovan med 6-12 mm: premajhen premer lahko omeji pretok in zmanjša zmogljivost odvajanja toplote; Če je premer prevelik, lahko oslabi trdnost kalupa in povzroči turbulenco v hladilni tekočini. Če vzamemo za primer proizvodnjo okvirjev za mobilne telefone, ko je premer vodne poti kalupa nastavljen na 8 mm in razmik 30 mm, skupaj s hitrostjo turbulentnega toka 1,5 m/s, se lahko čas ohlajanja izdelka skrajša za 15 %, hkrati pa se izognete lokalnemu pregrevanju, ki ga povzroča laminarni tok.
Predelno hlajenje in dinamični nadzor
Za izdelke s kompleksno strukturo mora kalup sprejeti zasnovo conskega hlajenja. Na primer, pri izdelavi ohišij prenosnih računalnikov kalup nastavi ločene vodne kanale za debela in tanka stenska področja in natančno nadzoruje temperaturo vsakega področja prek stroja za temperaturo kalupa. Naprednejša rešitev je uvedba inteligentnega sistema za nadzor temperature, ki v realnem času spremlja površinsko temperaturo kalupa in dinamično prilagaja pretok hladilne tekočine. Določena znamka plesni je s to tehnologijo izboljšala izkoristek izdelka z 82 % na 95 % in skrajšala proizvodni cikel za 20 %.
2, Izbira materiala plesni: "most" toplotne prevodnosti
Toplotna prevodnost kalupnega jekla neposredno vpliva na hitrost prenosa toplote iz kalupne votline v hladilni sistem. Toplotna prevodnost različnih materialov se zelo razlikuje: toplotna prevodnost običajnega jekla P20 je 29W/(m·K), medtem ko lahko jeklo H13 doseže 34W/(m·K), berilijev bron pa do 105W/(m·K). Industrijska praksa je pokazala, da je treba pri izbiri materiala uravnotežiti toplotno zmogljivost in stroške:
Scenariji uporabe materialov z visoko toplotno prevodnostjo
Za izdelke z izjemno visokimi zahtevami glede odvajanja toplote, kot so visoko{0}}ohišja elektronskih komponent in toplotni odvodi LED, so kalupi pogosto izdelani iz jekla H13 ali berilijevega brona. Na primer, pri izdelavi hladilnih odvodov baznih postaj 5G lahko uporaba kalupov iz berilijevega brona zmanjša notranji temperaturni gradient izdelka za 40 %, kar bistveno izboljša učinkovitost odvajanja toplote. Toda ta vrsta materiala ima visoke stroške in je primerna samo za-trg višjega cenovnega razreda.
Tehnologija površinske obdelave materiala
Izboljšanje površinske toplotne prevodnosti kalupov s premazovanjem ali tehnologijo premazovanja je poceni-cenovna in učinkovita rešitev za odvajanje toplote. Na primer, bakrenje na površini kalupne votline lahko poveča toplotno prevodnost na 2-3-krat več kot jeklo. Določen proizvajalec kalupov je uporabil to tehnologijo za skrajšanje časa ohlajanja ohišij medicinske opreme za 25 % in znižanje stopnje obrabe kalupov.
3, Oblikovanje strukturne optimizacije: 'nevidni gonilnik' učinkovitosti odvajanja toplote
Optimizacija strukture kalupa lahko izboljša učinkovitost odvajanja toplote v treh dimenzijah: zmanjšanje toplotnega upora, spodbujanje konvekcije zraka in zmanjšanje toplotnega stresa
Tanka stena in lahek dizajn
Zmanjšanje debeline kalupa lahko skrajša pot prenosa toplote in zmanjša toplotni upor. Na primer, zamenjava tradicionalnih kalupov z debelimi stenami s tanko{1}}strukturami, skupaj z ojačenimi oblikami reber, lahko poveča učinkovitost odvajanja toplote za 15 %, hkrati pa zagotavlja trdnost. Določen proizvajalec avtomobilskih delov je s tem načrtom zmanjšal težo kalupa za 30 % in porabo energije pri proizvodnji za 18 %.
Skupna zasnova izpušnega sistema in odvajanja toplote
Izpušni utor ni le kanal za izpust plina iz votline kalupa, ampak služi tudi kot pomožna struktura za odvajanje toplote. Z optimizacijo položaja in velikosti izpušnega utora je mogoče pospešiti pretok zraka na površini kalupa. Na primer, pri izdelavi ohišij velikih gospodinjskih aparatov kalup doda rebra za odvajanje toplote v območju izpušnih utorov, da zmanjša površinsko temperaturo izdelka za 5 stopinj in zmanjša površinske napake, ki jih povzroči zadrževanje plina.
Zasnova strukture za kompenzacijo toplotnega raztezanja
Kalup bo povzročil toplotno obremenitev med ponavljajočimi se procesi segrevanja in ohlajanja, kar bo povzročilo deformacijo ali razpoke. Z načrtovanjem elastičnih kompenzacijskih struktur, kot so sistemi za izmet vzmeti ali fleksibilni tečaji, je mogoče absorbirati toplotne obremenitve in ohraniti dimenzijsko stabilnost kalupa. Določen proizvajalec kalupov je uporabil to tehnologijo za podaljšanje življenjske dobe kalupa s 100000-krat na 500000-krat pri izdelavi natančnih optičnih leč, hkrati pa je zmanjšal stopnjo napak na izdelku zaradi toplotne deformacije.
4, Primer industrijske prakse: "Preizkusni kamen" tehnoloških prebojev
Patent "Dvojni način odvajanja toplote" podjetja Suzhou Dongying Precision Mold
Ta patent doseže podvojitev učinkovitosti odvajanja toplote z integracijo komponent za zračno in vodno hlajenje v osnovo kalupa. Pri izdelavi velikih brizganih delov je sistem vodnega hlajenja odgovoren za hitro odvajanje toplote jedra, medtem ko sistem zračnega hlajenja pomaga pri odvajanju toplote na robovih. Ta zasnova izboljša enakomernost temperature kalupa za 30 % in skrajša proizvodni cikel za 25 %, s čimer postane merilo za inovativno tehnologijo odvajanja toplote v industriji.
Hladilna shema na osnovi olja za kalupe za brizganje PTFE
Kot odgovor na nizko toplotno prevodnost PTFE materialov je določen proizvajalec razvil kalup, ki združuje hladilno-tekočino na osnovi olja in spiralne vodne kanale. Oljna hladilna tekočina ima visoko vrelišče in močno termično stabilnost. V kombinaciji s spiralno vodno potjo za podaljšanje hladilne poti se notranji temperaturni gradient izdelka zmanjša s 15 stopinj na 5 stopinj, kar znatno zmanjša notranjo napetost in deformacijo zvijanja.
