8 800 333-12-82
Бесплатно по России
Заказать звонок

Как улучшить охлаждение пресс-форм с помощью 3D-печати: опыт компании ABB

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).

Вариант 1
Узкий
U-профиль
Вариант 2
Широкий U-профиль с ребрами
Вариант 3
Тонкий спиральный профиль
Вариант 4
Толстый спиральный профиль
Вариант 5
Профиль
«Фонтан»
Вариант 6
Обычный
профиль
- Лучшее проникновение
- Меньшая площадь сечения
- Вода подходит максимально близко к поверхности
- Улучшенная циркуляция
- Большая площадь сечения
- Больший расход воды
- Меньший шаг
- Меньшая площадь сечения
- Более плотный профиль
- Классический дизайн
- Больший шаг
- Большая площадь сечения
- Менее плотный профиль
- Больший расход воды
- Большая площадь профиля
- Эксперимен-тальный дизайн
- Не оптимизи-рованный дизайн
- Традиционное решение

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.


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).

Традиционное охлаждение пресс-формы Конформное охлаждение пресс-формы

Выбрать систему 3D-печати металлом



Globatek.3D — официальный поставщик промышленных 3D-принтеров в Россию. Если ваша компания планирует покупку 3D-принтера, использующего металл или другие материалы, позвоните по телефону 8 800 333-12-82, и наши специалисты предоставят вам всю необходимую информацию.