In 3D kim loại đem đến những lợi thế đa dạng cho từng ngành công nghiệp và quy trình sản xuất khác nhau. In 3D kim loại đang dần thay thế các quy trình sản xuất truyền thống vốn có nhiều hạn chế. Hình học phức tạp và độ chính xác về kích thước là hai yêu cầu quan trọng trong sản xuất dụng cụ, đặc biệt là đối với khuôn ép nhựa.
Các kênh làm mát truyền thống được gia công theo đường thẳng và có kết quả không nhất quán vì chúng không thể cung cấp khả năng làm mát ổn định trên toàn bộ khoang khuôn. Việc làm mát trên các bộ phận không đồng đều khiến thời gian sản xuất kéo dài, tăng chi phí, khiến sản phẩm cong vênh và gây ra lãng phí. Công nghệ sản xuất bồi đắp loại bỏ các hạn chế về hình học và cho phép sản xuất các chi tiết phức tạp trong một bước duy nhất, hoàn hảo để tạo ra các kênh làm mát phù hợp trong khuôn ép nhựa thường khó thực hiện bằng các kỹ thuật truyền thống.
Làm Mát Bảo Hình Là Gì?
Làm mát bảo hình là một quy trình mà trong đó kênh làm mát đi theo hình dạng của khoang và lõi khuôn để điều hoà nhiệt độ và thực hiện quá trình làm mát nhanh chóng cho quy trình ép nhựa.
Các chi tiết nhựa có hình dạng phức tạp cần nhiều thời gian hơn để làm mát. Ngoài ra, bề mặt cong và độ dày thành khác nhau của chi tiết nhựa sẽ cản trở quá trình làm mát đồng đều, dẫn đến ứng suất dư tích tụ gây cong vênh. Ở các hình dạng phức tạp như vậy, việc đạt được khả năng làm mát đồng đều là một thách thức với các kênh dẫn thẳng thông thường. Các kênh làm mát bảo hình với in 3D có thể tạo ra theo nhiều dạng như hình chữ nhật, hình tròn, hình elip, hình bán nguyệt, v.v. và chính xác theo mặt cắt của chi tiết.
Quy trình làm mát bảo hình:
Quy trình làm mát bảo hình được chia ra làm 4 bước chính:
- Lựa chọn chi tiết: Bước đầu tiên là lựa chọn chi tiết ép nhựa, rồi đánh giá thời gian làm đầy và thời gian đóng trên gói phần mềm FEA.
- Phân tích: Tiếp theo là phân tích thời gian làm mát, độ co ngót thể tích và độ võng với kênh làm mát được thiết kế truyền thống.
- Thiết kế: Sau đo thiết kế kênh làm mát bảo hình dựa trên dữ liệu được phân tích trước đó.
- In 3D: Tại bước cuối cùng, phân tích thời gian làm mát, độ co ngót thể tích và độ lệch với kênh làm mát bảo hình. So sánh kết quả và in 3D insert khuôn theo kết quả thu được từ phân tích.
Lợi Ích Của Làm Mát Bảo Hình:
Có một số lợi ích khi sử dụng sản xuất bồi đắp trong làm mát bảo hình như cải thiện chất lượng sản phẩm, năng suất, tiết kiệm năng lượng và giảm phế liệu. Sử dụng sản xuất bồi đắp để làm mát bảo hình hiệu quả hơn khi khối lượng sản xuất lớn và các chi tiết có hình dạng phức tạp. Với in 3D, người dùng có thể đạt được bề mặt hoàn thiện tuyệt vời, có thể giảm chi phí sản xuất đáng kể và thời gian chu trình lên tới 70% trong một số trường hợp. Ngoài ra còn có nhiều lợi ích khác như:
- Cải thiện sự ổn định về kích thước của chi tiết.
- Giảm tối đa độ cong vênh và co ngót của chi tiết.
- Tăng hiểu quả sản xuất lên tới 50%
- Cải thiện chất lượng bề mặt của chi tiết nhựa.
- Tăng tuổi thọ của công cụ từ 1.3-1.8 lần so với công cụ truyền thống.
- Giảm tối đa độ biến thiên nhiệt của toàn bộ chi tiết khi làm mát.
- GIảm đáng kể khả năng đào thải chi tiết.
- Giảm lượng tài nguyên tiêu hao cho sản xuất như nhân lực, máy móc, không gian và năng lượng.
- Rút ngắn thời gian giao hàng.
Các ngành công nghiệp ứng dụng:
Kênh làm mát bảo hình in 3D kim loại đã được ứng dụng trong các quy trình sản xuất sau:
- Ép Nhựa: Cải tiến hệ thống làm mát là một lĩnh vực nghiên cứu mới nổi trong ngành ép nhựa. Quá trình ép nhựa có đặc điểm là tuần hoàn. Làm đầy, đóng, làm mát và đẩy ra là các bước của quá trình ép nhựa. Trong các giai đoạn liên quan đến ép nhựa, giai đoạn làm mát là giai đoạn rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng khuôn.
- Đúc Áp Lực: Kênh làm mát bảo hình trong ứng dụng đúc áp lực cải thiện chất lượng bề mặt của sản phẩm đúc nhờ tốc độ làm mát cao và đồng đều hơn, từ đó giảm thời gian cho quy trình phun làm mát. Các lợi ích khác bao gồm giảm thời gian chu trình và co ngót độ rỗng.
Kết Luận:
In 3D kim loại đã giúp ích rất nhiều trong quy trình làm mát bảo hình để tăng năng suất và chất lượng của các chi tiết nhựa. Ép nhựa là một công nghệ sản xuất hiệu quả nhưng vẫn có thể cải thiện thêm và sản xuất bồi đắp chính là giải pháp để giúp nó hiệu quả hơn.