Budowanie konformalnych kanałów chłodzenia za pomocą drukowania 3D w celu zmniejszenia zwichrzenia i czasu chłodzenia

W szczególności celem badania jest wytworzenie oprzyrządowania do obsługi końcówek do pipet stosowanych w przemyśle medycznym. Głównym problemem związanym z konwencjonalną produkcją części, wyjaśniają naukowcy, jest długi czas cyklu, związany z trudnościami chłodzenia w najgrubszych obszarach części.

"Ponadto, duża ilość wypychaczy w strona rdzenia stwarza dodatkowe problemy, ponieważ minimalne odległości muszą być utrzymywane z kanałów chłodzących - kontynuują naukowcy. "Aby ocenić wpływ chłodzenia konformalnego, przeprowadzono symulacje numeryczne, zapewniające doskonałe perspektywy dotyczące redukcji czasu cyklu."

Część z tworzywa sztucznego, którą stworzyli do badania, była wsparciem dla końcówek do pipet, prostokąt z 12 × 8 obudów końcówek, podzielonych cienkimi ścianami. Część została zaprojektowana do układania w stos, z mocniejszymi ścianami zewnętrznymi. Próby przeprowadzono konwencjonalnymi technikami wytwarzania, a pewne grube miejsca na przecięciu ścian wewnętrznych i ścian zewnętrznych powodowały gorące punkty, w których materiał chłodzony był powoli. To z kolei spowodowało zlewki i wypaczenia na wewnętrznych ścianach.

Naukowcy przeprojektowali następnie formę, która ma być wytwarzana z dodatkowym wytwarzaniem, przy użyciu maszyny LaserCusing firmy Concept Laser. Dwa cele związane z przeprojektowaniem polegały na skróceniu czasu cyklu i zapobieganiu wypaczeniom. Zastosowanie konformalnych kanałów chłodzenia umożliwiło skrócenie czasu chłodzenia z 35,5 sekundy do 18 sekund.

"Drugim, ale nie mniej ważnym celem jest zmniejszenie różnicy temperatur w celu uniknięcia wypaczenia" - stwierdzają naukowcy. Wyniki liczbowe pokazują, że przy takim podejściu do projektowania różnica temperatur jest znacznie niższa. Porównanie kilku temperatur węzłowych na różnych obszarach części pokazuje, że najwyższa różnica temperatur wynosi teraz 10,6ºC. "

Całkowity czas cyklu miał znaczną redukcję o 34,2%. Badacze przyjrzeli się także ekonomicznej wykonalności produkcji narzędzi do form wtryskowych poprzez drukowanie 3D i odkryli, że koszty SLM oraz czas realizacji są wyższe. Jednak koszty produkcji mogłyby zostać zoptymalizowane, gdyby wkładki i wkłady rdzeniowe zostały zbudowane w jednym procesie. Naukowcy przewidują również szereg innych korzyści związanych z zastosowaniem dodatkowej produkcji do drukowania 3D narzędzi do formowania wtryskowego, w tym oszczędności energii, redukcji odpadów, produktywności i ogólnej wydajności. CD3D < /a>.

To opracowanie nie jest pierwszympotwierdzić efektywność wykorzystania druku 3D do produkcji narzędzi do formowania wtryskowego. Formowanie wtryskowe jest samo w sobie skuteczną technologią wytwarzania, ale ma też pole do ulepszeń, a produkcja dodatków - zamiast całkowicie zastępować formowanie wtryskowe - może ją ulepszyć w sposób, który jeszcze bardziej zwiększa wydajność.

Autorzy praca obejmuje N. Reis, FM Barreiros i J.C. Vasco.

Porozmawiaj o tym i innych tematach drukowania 3D na stronie 3DPrintBoard.com lub podziel się swoimi przemyśleniami poniżej.