Существенные колебания температуры в цикле литья под давлением увеличивают риск деформации деталей. Температурные изменения возникают вследствие неравномерного охлаждения деталей с криволинейными поверхностями. Это обусловлено применением в пресс-форме прямолинейных каналов охлаждения, полученных методом сверления, которые не обеспечивают равномерный теплоотвод от криволинейных поверхностей детали. Для более равномерного остывания компания B&J- Specialty разработала пресс-форму с конформным охлаждением, которая уменьшила колебания температуры на 86%, что позволило повысить общую производительность цикла на 30%. Изготовления такой пресс формы осуществлялось на оборудовании ProX DMP 300 (3D Systems) методом селективного лазерного плавления.

Сферы применения

B&J Specialty функционирует на рынке по производству пресс-форм уже более 40 лет. Предприятие делает акцент на проектировании заготовок и штамповочных инструментов занимается изготовлением
запчастей для автомобилей, бытовой техники. Специалисты B&J Specialty считают, что аддитивные технологии, в частности селективное лазерное плавление, являются перспективными для изготовления вставок пресс-формы с системой конформного охлаждения. Для проектирования таких вставок с учетом возможностей аддитивных технологий инженеры B&J Specialty применяли программное обеспечение 3DXpert (Cimatron), которое является комплексным решением для проектирования конформных каналов охлаждения в детали и для подготовки файла задания для печати на 3D принтере.

Особенности разработки

Специалисты B&J Specialty и Cimatron проанализировали конструкцию оригинальной пресс-формы для
изготовления автомобильного воздуховода и заменили прямолинейные каналы охлаждения на конформные, которые располагались на фиксированном расстояние от поверхности формы. Интеграция программных обеспечений 3DXpert и Moldex3D позволяет смоделировать цикл литья под давлением для 
определения температуры в пресс-форме и детали., а также скорректировать время остывания. После
завершения процесса моделирования и получения новой модели пресс-формы с развитой системой каналов охлаждения, она была изготовлена на 3D-принтере ProX DMP 300 методом селективного лазерного плавления из стального порошка.

После 3D-печати B&J Specialty для контроля и определения отклонения отсканированной модель применялось программное обеспечение Geomagic Control X (3D Systems). Благодаря высокой точности и малой шероховатости (до 5 Ra) получаемых деталей на данном типе оборудования изготовленная пресс-форма подвергалась минимальной механической обработке.
В дополнение к улучшению производительности и качества процесса, 3D-печать обеспечивает преимущества в применении различных видов материалов. Некоторые из используемых материалов допускают термообработку для увеличения твердости, при сохранении высокой теплопроводности. Полученные методом селективного лазерного плавления детали обладают механическими характеристиками не уступающими, деталям, изготовленные традиционным способом.

Контрольные испытания показали, что конформная система охлаждения пресс-формы позволяет сократить время изготовления детали (на 30%) и увеличить срок службы пресс-формы.

Источник