Das Kühlwassersystem der Form
Das Formkühlwassersystem ist ein internes Rohrleitungssystem innerhalb der Form, das Kühlwasser oder andere Kühlmedien zirkuliert, um die Formtemperatur zu steuern und die Produktionseffizienz und Produktqualität während des Spritzgießprozesses zu verbessern.
Traditionelles Wasserkanaldesign
• Geradlinige Kühlkanäle, die weit oder weiter vom Formhohlraum entfernt positioniert sind.
• Erfordert zusätzliche Armaturen für die Wasserkanalmontage.
• Enthält mehr Totzonen mit schlechter Kühl-/Heizeffizienz.
• Erfordert das Schneiden und Zusammensetzen mehrerer Teile, was zu Fehlerhäufigkeit und einer kürzeren Lebensdauer der Form führt.
Konformes Wasserkanaldesign
• Wasserkanäle sind so konzipiert, dass sie sich an die Oberfläche des Formhohlraums anpassen und eine gleichmäßige Nähe gewährleisten.
• Vermeidet rechte Winkel für einen reibungslosen Durchfluss und eine verbesserte Effizienz.
• Ermöglicht je nach Bedarf unterschiedliche Querschnittsformen der Wasserkanäle.
• Ermöglicht die Gestaltung mehrerer Kühlkreisläufe zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Wärmeableitung.
Entlüftungsstruktur
Entlüftungsstrukturen werden in Formen integriert, um das Entweichen von Luft oder Gasen während des Spritzgießprozesses zu erleichtern. Sie tragen zur Vermeidung von Lufteinschlüssen bei, sorgen für eine vollständige Füllung des Formhohlraums und reduzieren Fehler im Endprodukt.
- Behebt Probleme wie unzureichende Produktfüllung, Verbrennungen und Oberflächenschweißungen, die durch die Ansammlung von Gasen im Formhohlraum verursacht werden.
- Ermöglicht die freie Gestaltung von Formen und Strukturen basierend auf den Produktanforderungen.
- Geringe Verstopfungsgefahr bei Präzisionsbearbeitung.
- Die Porosität kann im Druckprozess je nach Spritzgussmaterial eingestellt werden.
Drucktechnologie
Rotationsüberlappungsdrucktechnologie
Jede Schicht wird im bestehenden Druckprozess gedreht, um Anisotropie zu beseitigen und eine gleichmäßige Verschmelzung zwischen den Schichten sicherzustellen. Dies garantiert einen durchgehenden und klaren Entlüftungskanal auf mikroskopischer Ebene und sorgt gleichzeitig für eine gute Materialdurchlässigkeit auf makroskopischer Ebene.
Hybride additive Fertigung
Verbesserung von Spritzgussformen durch 3D-Hybriddruck
Vorteile des Hybriddrucks
Hybride Druckmethoden
Druckverfahren
UM300 (1.2709)
Standard-Allzweck-Formstahlmaterial
- Extrem hohe Festigkeit und Zähigkeit
- Härte bis 52-54 HRC
- Hervorragende Polierleistung
- Gute Schweißfähigkeit
- Gute Bearbeitbarkeit
- Einfacher Wärmebehandlungsprozess
- Nicht korrosionsbeständig
Anco-X (Corrax)
Korrosionsbeständiges Spezialmaterial für Formen mit Wasserkanälen mit kleinem Durchmesser
- Martensitischer Hochleistungs-Edelstahl
- Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
- Härte bis 48-50 HRC
- Hervorragende Polierleistung
- Gute Hybriddruckfähigkeit
UH100 (H13)
Geeignet für Druckgussformen und Spritzgussformen (hoher Glasfaseranteil)
- Extrem hohe Beständigkeit gegen thermische Ermüdung
- Härte bis 52-54 HRC
- Hervorragende Schlagzähigkeit und Oxidationsbeständigkeit
- Gute Bearbeitbarkeit
- Keine Wärmebehandlung erforderlich
- Nicht korrosionsbeständig
- Sowohl für Kalt- als auch für Heißformen geeignet
Klassische Fallstudien zum 3D-Druck in der Spritzgussindustrie
Bargeld eins
Ersatz von herkömmlichem Formenstahl durch 3D-gedruckte Formen und konforme Kühlkanäle
Aufgrund der geringen Abmessungen des Produkts in tiefen Rillen ist die Integration herkömmlicher Wasserkanäle schwierig, was zu einer erheblichen Wärmeentwicklung führt.
Design der Werkzeugkühlung
Aufgrund der geringen Abmessungen des Produkts in tiefen Rillen ist die Integration herkömmlicher Wasserkanäle schwierig, was zu einer erheblichen Wärmeentwicklung führt.
Der ursprüngliche Formeinsatz bestand aus Berylliumkupfer mit traditionellen Wasserkanälen. Allerdings führte die begrenzte Härte und Festigkeit von Berylliumkupfer zu Problemen wie Rissbildung und Verschleiß. Daher werden alternative Lösungen wie wärmeableitender Stahl oder konforme Kühlkanäle untersucht.
Traditionelle Wasserkanäle
Konforme Kühlkanäle
Mold-Flow-Analyse
| Traditionelle Wasserkanäle, Berylliumkupfer | Traditionelle Wasserkanäle, wärmeableitender Stahl HTCS130 | Konforme Kühlkanäle, Formstahl 1.2709 | |
|---|---|---|---|
| Materialhärte (HRC) | HRC30-35 | Keine Daten | HRC48-52 |
| Mittelteiltemperatur (℃) | 122.1 | 153.6 | 79.5 |
| Temperatur am heißesten Punkt (℃) | 139.7 | 181.4 | 119.5 |
| Oberflächentemperaturunterschied (Δt/℃) | 68.98 | 111.16 | 53.93 |
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