Сайт И.А. Барвинского
 

    Перейти в раздел:  

 

Все публикации

Предыдущая страница:
Литье тонкостенных изделий

Следующая страница:
Технологическая усадка в спец. технологиях литья

  
  
«Конформные» системы охлаждения литьевых форм, изготовленные с использованием аддитивных технологий
  

   
И.А. Барвинский, АО «СиСофт»; В.Г. Дувидзон, ООО «ИФ АБ Универсал»

    

3-я международная специализированная конференция по аддитивным технологиям

3D fab + print Russia. Москва. 29 - 31 января 2019 г.

    

Краткие тезисы
  

Полный текст доклада будет опубликован здесь через некоторое время.

     Система охлаждения литьевой формы для литья термопластов под давлением необходима для отвода тепла, поступающего в формообразующие детали (ФОД) от термопластичного материала. Если система не успевает отвести  необходимое количество тепла (является проблемой малых циклов литья), происходит разогрев ФОД, что ведет к нестабильности технологического процесса и даже его остановке. Неравномерное охлаждение литьевой формы является причиной различных дефектов изделий из термопластов. Наиболее эффективными считаются «конформные» системы охлаждения.
    
В общем случае «конформными» (подобными) можно назвать охлаждающие каналы, которые располагаются эквидистантно (на одинаковом расстоянии) от оформляющей поверхности литьевой формы. Идея «конформного» охлаждения известна давно, и может быть реализована, например, при использовании охлаждающих каналов с фонтанирующими трубками и перегородками, а также спиральных и прочих каналов, которые изготавливают механической обработкой ФОД. В некоторых случаях с помощью традиционных решений невозможно создать «конформную» систему охлаждения, а в ФОД относительно малой толщины (диаметра) вообще нельзя сделать охлаждающие каналы.
    
Возможности конструкторов литьевых форм при создании систем охлаждения расширились благодаря развитию аддитивных технологий (АТ) изготовления ФОД из металлических порошков: прямого лазерного плавления (DMLM), селективного лазерного плавления (SLM), электронно-лучевого плавления (EBM), селективного лазерного спекания (SLS), прямого нанесения металла (DMD).  
    
Рассмотрены преимущества и недостатки «конформного» охлаждения ФОД. Обсуждаются материалы ФОД и влияние конструкции системы "конформного" охлаждения на ее эффективность, а также методы достижения оптимальной конструкции.
    
«Конформная» система охлаждения может состоять из разных конструктивных элементов, включающих «простые» каналы, «сетки» и полости, постоянного или переменного поперечного сечения (при переменном сечении могут изменяться не только размеры сечения, но и его форма). Для устранения застойных зон (в полостях, «сетках») и повышения эффективности «конформной» охлаждающей системы могут использоваться внутренние ребра, фонтанирующие трубки, перегородки, а также решетки, которые изготавливают в виде цельной конструкции вместе с другими элементами системы охлаждения по АТ.
     Элементы «конформной» системы охлаждения могут соединяться последовательно или параллельно, образуя контур «конформного» охлаждения, в котором имеются входной и выходной каналы.
     Преимуществами последовательного соединения элементов «конформного» контура являются сохранение высокого расхода хладагента, обеспечиваемого термостатом литьевой формы, и высокая стабильность расхода хладагента в охлаждающем контуре. Однако, последовательное соединение элементов контура приводит к высоким потерям давления хладагента, соответственно повышаются требования к максимальному давлению термостата. Еще одним недостатком последовательного соединения элементов является значительный разогрев хладагента в контуре.
    
Преимуществами параллельного соединения элементов охлаждающего контура являются снижение потерь давления и уменьшение разогрева хладагента в контуре, однако, при этом снижается расход хладагента в ветвях контура, и может возникать неравномерность расхода. Для обеспечения высокой теплоотдачи необходимо использовать термостат литьевой формы с повышенным расходом, по сравнению с последовательным соединением элементов. Неравномерность расхода хладагента при параллельном соединении каналов появляется при разном сопротивлении ветвей из-за разного поперечного сечения, разной длины, поворотов и изгибов каналов. Поэтому для предотвращения неравномерности расхода в параллельных ветвях применяют одинаковые охлаждающие каналы.
    
Функционально выделяют 4 области «конформного» охлаждения: область входа в ФОД, переходную область, область «запитки» и собственно «конформную» часть. Область «запитки» имеет большое значение для устранения застойных зон при параллельном соединении элементов контура, а также при использовании каналов сеточного типа.
     Важнейшие факторы, влияющие на эффективность «конформной» системы охлаждения, могут быть учтены при математическом моделировании процесса литья под давлением. Обсуждаются преимущества расчетов «конформных» охлаждающих систем с моделированием 3D-течения хладагента на примере программного обеспечения Moldex3D компании CoreTech System.  

    
    
           
Rambler's Top100 Copyright (C) Барвинский И.А.,Дувидзон В.Г., 2019

Перепечатка публикаций сайта допускается только с разрешения авторов