在注塑模具行業(yè)，金屬3D打印技術(shù)可以有效縮短模具冷卻時間，提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，如今再一次得到了印證。如今的金屬3D打印技術(shù)，將注塑產(chǎn)品冷卻時間從25秒縮短至13秒，減少48%，并具有平滑的流道，更快的流量和更高的冷卻效率。

▲左圖為汕頭瑞祥采用3D打印制作的隨形冷卻模具鑲件，右圖為3D打印模具生產(chǎn)的汽車后座安全內(nèi)扣

金屬3D打印模具鑲件優(yōu)勢：

注塑產(chǎn)品冷卻時間從25秒縮短至13秒，減少48%；

模具鑲件占整套模具的冷卻效率，從15%提升至22%，提升6.58%；

產(chǎn)品積熱區(qū)域由原來的68.38℃下降到了31.74℃；

在引進金屬3D打印技術(shù)之前，其傳統(tǒng)的模具冷卻方式是在模具中鉆孔，以形成網(wǎng)狀冷卻液通道。由鉆孔方式形成的通道其幾何形狀會受到限制，對于比較簡單的模具，這種冷卻方式可以達到預(yù)期效果，但對于更為復雜的模具，冷卻效果就會大打折扣。

據(jù)魔猴網(wǎng)了解，2017年金屬3D打印解決方案，生產(chǎn)隨形冷卻模具。3D打印制造方式十分靈活，這意味著模具中冷卻液通道的復雜性幾乎不受限制。一般情況下，模具內(nèi)的隨形冷卻通道可保持與模具壁的距離均等，能更貼近產(chǎn)品內(nèi)壁及增大冷卻面積，因此冷卻效果更加均勻；或者在模具內(nèi)熱點集中的區(qū)域，可加大隨形冷卻通道的密集度，以此為這些區(qū)域提供更快速的冷卻。

▲左圖為傳統(tǒng)模具流道（V型水路插件），右圖為3D打印隨形冷卻流道（異形水路插件及水路）

傳統(tǒng)模具 VS 3D打印模具

冷卻溫度分析對比

為了測試傳統(tǒng)模具與隨形冷卻模具溫度對比，采用馬路科技Moldex 3D軟件進行模擬測試，并選擇一個典型區(qū)域作為感測節(jié)點，在這個位置附近區(qū)域傳統(tǒng)水路難以冷卻，易形成積熱區(qū)。

圖中以不同顏色顯示當下的塑件溫度分布情形，三維計算可以得到三度空間的溫度分布，在塑件表面接近模溫，因此通常顯示低溫狀態(tài)。模擬測試結(jié)果顯示，加了異形水路之后，圖中積熱區(qū)域由原來的68.38℃下降到了31.74℃，降幅約36.64℃。

備注：水路模擬測試設(shè)置基數(shù)：模具溫度35℃，塑料溫度259℃

▲灰色線代表傳統(tǒng)水路溫度變化路徑，藍色線代表3D打印隨形冷卻水路溫度變化路徑。由圖可看出，在同樣的時間內(nèi)，傳統(tǒng)水路內(nèi)部1mm處溫度為99.6℃，3D打印異形水路1mm處溫度為77℃，由此可證明3D打印隨形冷卻模具冷卻時間更快。

▲從異形水路和傳統(tǒng)水路溫度剖面對比可看出，使用異形水路的位置，模穴溫度已經(jīng)明顯降低，溫度下降約38.8℃。

▲圖中數(shù)據(jù)代表成形周期中透過各水管吸收熱量的百分比（效率），可看出，冷卻效率從15.71%提升至22.298%.

生產(chǎn)效率對比

每個產(chǎn)品生產(chǎn)周期需經(jīng)歷鎖模、射膠、保壓、冷卻、開模、頂針等多道工序，傳統(tǒng)模具生產(chǎn)總耗時約43.6秒，而3D打印隨形冷卻模具則大大縮短冷卻時間，將總耗時降低至31.6秒，生產(chǎn)效率縮短27.5%。

（單位：秒）

利用3D打印技術(shù)可以制造具有特殊結(jié)構(gòu)的模具，這是傳統(tǒng)制造方法難以實現(xiàn)的，也是3D打印技術(shù)在模具行業(yè)應(yīng)用中的一大亮點。更短的生產(chǎn)周期，更復雜的幾何形狀，以及降低最終成本的能力，3D打印技術(shù)更有利企業(yè)服務(wù)客戶定制想要的產(chǎn)品。

來源：中國3D打印網(wǎng)