Улучшение охлаждения пресс-форм с помощью 3D-печати
Компания ABB — мировой технологический лидер в областях электрооборудования, робототехники и механизмов движения, промышленной автоматизации и электрических сетей. Компания работает с заказчиками в сферах электроэнергетики, промышленности, транспорта и инфраструктуры. Свыше 70 миллионов подключенных устройств и более 70 тысяч систем управления во всех сегментах рынка. 130 лет передового опыта позволяет АВВ успешно вести бизнес в более чем 100 странах при общем числе сотрудников, превышающем 135 000 человек.
Компания ABB — мировой технологический лидер в областях электрооборудования, робототехники и механизмов движения, промышленной автоматизации и электрических сетей. Компания работает с заказчиками в сферах электроэнергетики, промышленности, транспорта и инфраструктуры. Свыше 70 миллионов подключенных устройств и более 70 тысяч систем управления во всех сегментах рынка. 130 лет передового опыта позволяет АВВ успешно вести бизнес в более чем 100 странах при общем числе сотрудников, превышающем 135 000 человек.
ABB Oy, Drives and Controls — подразделение, занимающееся разработкой накопителей и контроллеров. Имеет 12 заводов по всему миру, более 6000 сотрудников. Например, ABB Oy, Drives and Controls производит миллионы изоляционных втулок для кабелей каждый год. Традиционно, их изготавливали с помощью пресс-форм, которые не имели охлаждения. Цикл отливки одного экземпляра занимал 60 секунд (включая 30 секунд на охлаждение пресс-формы).
Технология селективного лазерного плавления металлических порошков (SLM) может использоваться для производства элементов оснастки с внутренними каналами охлаждения. С ее помощью ABB Oy, Drives and Controls удалось сократить производственный цикл изоляционной втулки, проведя редизайн и оптимизацию геометрии. Оптимизированная геометрия позволила не только сэкономить время, но и значительно снизила повреждаемость деталей.
Разработка внутренней системы охлаждения
Для исследования возможностей охлаждения пресс-форм было разработано шесть различных вариантов организации охлаждающих каналов. Один из них — максимально близкий к традиционному (чтобы можно было сравнивать результаты). Остальные варианты были оптимизированы для изготовления оснастки с помощью технологии SLM (сложная структура каналов, минимальные толщины стенок, различные углы). Каждый из вариантов показал различные результаты.
Оснастка изготавливалась с помощью системы 3D-печати металлом SLM 125HL. Материал — сталь 1.2709. Изделия подверглись также термической (чтобы достичь твердости 54 HRC) и механической обработке (для придания желаемого внешнего вида).
ABB Oy, Drives and Controls — подразделение, занимающееся разработкой накопителей и контроллеров. Имеет 12 заводов по всему миру, более 6000 сотрудников. Например, ABB Oy, Drives and Controls производит миллионы изоляционных втулок для кабелей каждый год. Традиционно, их изготавливали с помощью пресс-форм, которые не имели охлаждения. Цикл отливки одного экземпляра занимал 60 секунд (включая 30 секунд на охлаждение пресс-формы).
Технология селективного лазерного плавления металлических порошков (SLM) может использоваться для производства элементов оснастки с внутренними каналами охлаждения. С ее помощью ABB Oy, Drives and Controls удалось сократить производственный цикл изоляционной втулки, проведя редизайн и оптимизацию геометрии. Оптимизированная геометрия позволила не только сэкономить время, но и значительно снизила повреждаемость деталей.
Разработка внутренней системы охлаждения
Для исследования возможностей охлаждения пресс-форм было разработано шесть различных вариантов организации охлаждающих каналов. Один из них — максимально близкий к традиционному (чтобы можно было сравнивать результаты). Остальные варианты были оптимизированы для изготовления оснастки с помощью технологии SLM (сложная структура каналов, минимальные толщины стенок, различные углы). Каждый из вариантов показал различные результаты.
Оснастка изготавливалась с помощью системы 3D-печати металлом SLM 125HL. Материал — сталь 1.2709. Изделия подверглись также термической (чтобы достичь твердости 54 HRC) и механической обработке (для придания желаемого внешнего вида).
Тестирование
Полученные детали нагревали до 70 °С, а затем охлаждали до 20 °С, имитируя процесс литья под давлением. Фаза охлаждения регулировалась с помощью инфракрасного сканирования, чтобы сравнить поведение разных систем охлаждения.
Тестирование
Полученные детали нагревали до 70 °С, а затем охлаждали до 20 °С, имитируя процесс литья под давлением. Фаза охлаждения регулировалась с помощью инфракрасного сканирования, чтобы сравнить поведение разных систем охлаждения.
Лучшее время охлаждения — меньше 10 секунд — показали образцы с профилем «Фонтан», U-образным тонким и U-образным толстым профилем. Они имеют относительно небольшое поперечное сечение для быстрой циркуляции потока воды. Кроме того, вода имеет возможность подходить максимально близко к поверхности детали. Образцы с профилем «Фонтан» и U-образным тонким профилем были выбраны как наиболее перспективные для продолжения модернизации.
Лучшее время охлаждения — меньше 10 секунд — показали образцы с профилем «Фонтан», U-образным тонким и U-образным толстым профилем. Они имеют относительно небольшое поперечное сечение для быстрой циркуляции потока воды. Кроме того, вода имеет возможность подходить максимально близко к поверхности детали. Образцы с профилем «Фонтан» и U-образным тонким профилем были выбраны как наиболее перспективные для продолжения модернизации.
Вывод: возможности использования 3D-печати для изготовления оснастки с конформным охлаждением
Время охлаждения в каждом цикле сократилось с 30 до 6 секунд. Общий цикл производства одного экземпляра таким образом сократился до 14,7 сек (вместо 60,5).
Вывод: возможности использования 3D-печати для изготовления оснастки с конформным охлаждением
Время охлаждения в каждом цикле сократилось с 30 до 6 секунд. Общий цикл производства одного экземпляра таким образом сократился до 14,7 сек (вместо 60,5).
Подписаться на рассылку
Один раз в месяц мы будем присылать вам подборку свежих статей о профессиональных 3D‑принтерах и 3D‑сканерах
