사출 금형을 위한 등각 냉각 기술
Massachusetts Institute of Technology의 Sachs 교수는 1997년에 "사출 금형을 위한 등각 냉각 기술"의 개념을 처음 제안했습니다. 그는 이 기술이 3D 프린팅의 4가지 주요 응용 프로그램 중 하나가 될 것이라고 믿습니다. 복잡한 구조를 형성하는 3D 프린팅 기술의 장점은 기존 기계 가공의 성형 한계를 없애고 복잡한 구조의 등각 냉각 채널(등각 수로)을 설계에서 현실화하는 것입니다.
등각 냉각의 원리는 균일하고 연속적인 방식으로 플라스틱 부품의 온도를 빠르게 낮추는 것입니다. 냉각이 충분할 때까지 냉각 과정에서 사출 성형 부품을 금형에서 제거할 수 없으며 사출 성형 부품은 금형에서 분리됩니다. 핫스팟은 사출 성형 부품의 사출 주기를 지연시키고 분해 후 사출 성형 부품의 뒤틀림 및 싱크 마크를 유발할 수 있으며 구성 요소 표면의 품질을 손상시킬 수 있습니다.
기존 금형과 3D 인쇄 냉각 채널 비교
기존의 인몰드 냉각 채널은 2차 가공, 교차 드릴링을 통해 튜브 직선을 생성하는 내부 네트워크 생성, 유속 및 방향 조정을 위한 내장 유체 플러그를 통해 달성됩니다. 드릴링 방법으로 형성된 채널의 형상은 제한적입니다. 이 냉각 방법은 간단한 금형에 적합하지만 더 복잡한 금형의 경우 냉각 효과가 크게 감소합니다.
3D 프린팅 제조는 크로스 드릴링의 한계를 없애줍니다. 금형의 냉각 표면에 더 가까운 내부 채널을 설계할 수 있으며 모서리가 더 매끄럽고 흐름이 더 빠르며 냉각수에 대한 열 전달 효율이 높아집니다. 균일한 열 분산을 촉진하기 위해 일정한 속도로 열을 분산시키는 것을 목표로 냉각 요구 사항에 따라 다양한 냉각 루프를 설계할 수도 있습니다. 그림과 같이:
Conformal Cooling Insert의 3D 프린팅을 선택하는 이유
첫째, 지능형 제조의 대표적인 제조 기술인 3D 프린팅 기술은 직접 금속 레이저 소결(SML/DMLS) 기술을 사용하여 생산 과정에서 최적화된 등각 냉각수 채널을 금형에 통합합니다. 더 빠르고 균일한 열 분산을 보장하면 금형의 열 응력이 감소하고 금형 수명이 연장됩니다. 플라스틱 제품의 품질과 구성 요소의 치수 정확도도 향상되었으며 뒤틀림 변형이 감소했습니다.
둘째, 복잡한 구조를 형성하는 3D 프린팅 기술의 장점은 기존 기계 가공의 성형 한계를 없애고 복잡한 구조의 등각 냉각 흐름 채널(등각 수로)을 설계에서 현실로 만듭니다. 이 공정은 또한 사출 금형의 생산 주기를 크게 단축할 수 있습니다.
마지막으로 등각 채널이 있는 직접 인쇄된 금형의 경우 냉각 채널이 사출 성형 제품에 더 가깝고 방열 영역이 넓어 냉각 주기를 효과적으로 줄이고 생산 효율을 35% 이상 높일 수 있습니다. 등각 냉각은 금형 온도 분포를 균일하게 만들어 제품 뒤틀림 변형을 방지하고,
무한 설계를 실현하고 수동 참여를 줄이며 금형 생산 주기를 단축하고 비용을 절감합니다.
3D 프린팅 기술은 원본과 동일한 부품을 생산하는 것이 아니라 완전히 다른 부품, 다른 모양, 다른 재료 및 다른 특성을 생산합니다. 금속 3D 프린팅 기술로 만든 "다른" 부품은 혁신 분야에서 3D 프린팅 기술의 잠재력을 보여줍니다.
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