Hồ sơ khách hàng
- Khách hàng: Công ty TNHH Objectify Technologies Pvt.
- Quốc gia: Ấn Độ
- Ngành: Ô tô
- Giải pháp: Gói nâng cao Moldex3D , Flow , Pack , Cool , Warp , Designer BLM , Moldex3D Studio
Objectify Technologies Pvt. Ltd. được thành lập vào năm 2013 tại SIIC, IIT Kanpur với một máy in 3D để bàn loại nhỏ. Kể từ đó, nó đã trở thành một trong những công ty đi đầu của Ấn Độ trong lĩnh vực Gia công bồi đắp, in 3D và Tạo mẫu nhanh trong polyme cũng như kim loại.
Tóm tắt
Để giảm thời gian chu trình và nâng cao chất lượng sản phẩm, Objectify Technologies Pvt. Ltd. đã thiết kế một kênh làm mát bảo hình để giải quyết vấn đề. Sau khi sử dụng Moldex3D để mô phỏng sự khác biệt giữa kênh làm mát thông thường và kênh làm mát bảo hình, một vách ngăn (Baffle) được thay thế bằng kênh làm mát bảo hình được tạo ra bằng phương pháp Direct Metal Laser Sintering (DMLS). Khách hàng xác nhận việc giảm thời gian làm mát và giảm thiểu cong vênh, xác nhận kết quả mô phỏng.
Thử thách
- Giảm thời gian làm mát
- Giảm hiện tượng cong vênh trong khe hở và dung sai độ phẳng khi lắp ráp các bộ phận
Các giải pháp
Tạo ra một thiết kế làm mát bảo hình mới để cải thiện hiệu quả làm mát. Thiết kế làm mát bảo hình mới tối ưu hóa hiệu quả thời gian làm mát cần thiết để đạt được nhiệt độ mục tiêu trong thời gian ngắn.
Những lợi ích
- Thời gian làm mát giảm khoảng 65%
- Độ cong vênh giảm khoảng 25%
- Năng suất tổng thể tăng khoảng 50%
Case Study
Với xu hướng sản phẩm nhẹ và tiết kiệm năng lượng, ngành công nghiệp ô tô tăng cường sử dụng linh kiện nhựa để thay thế linh kiện kim loại. Tuy nhiên, trong nghiên cứu hiện nay, ống vòi bị uốn cong khiến khả năng làm mát không hiệu quả. Quy trình sản xuất thông thường chỉ có thể tạo ra kênh làm mát thiết kế hình học đơn giản, không thể làm mát bộ phận một cách đồng đều và nhanh chóng. Thiết kế làm mát kém không chỉ làm giảm năng suất do thời gian chu kỳ cao mà còn làm tăng khả năng loại bỏ bộ phận do cong vênh quá mức. Objectify Technologies Pvt. Ltd đã sử dụng Moldex3D để mô phỏng sự khác biệt giữa kênh làm mát thông thường và kênh làm mát bảo hình, nhận ra lợi thế của kênh làm mát bảo hình của DMLS. Điều này làm giảm thời gian chu kỳ và biến dạng đồng thời.
Thiết kế kênh làm mát thông thường được minh họa như Hình 1. Một vách ngăn (Baffle) không thể đi qua ống vòi dẫn đến sự phân bổ nhiệt độ không đồng đều sau giai đoạn làm mát. Nhiệt tích tụ ở một bên của ống vòi trong khi bên kia đã nguội và chênh lệch nhiệt độ khuôn tối đa lên tới 70°C (Hình 2).
Hình 1 Thiết kế kênh làm mát thông thường
Hình 2 Chênh lệch nhiệt độ khuôn khi sử dụng vách ngăn (Baffle)
Bằng cách thay thế vách ngăn (Baffle) bằng kênh làm mát bảo hình như trong Hình 3, vấn đề tích tụ nhiệt sẽ được loại bỏ và chênh lệch nhiệt độ khuôn giảm xuống 15°C. (Hình 4)
Hình 3 Thiết kế kênh làm mát bảo hình
Hình 4 Chênh lệch nhiệt độ khuôn khi sử dụng kênh làm mát bảo hình
Kết quả cắt giảm nhiệt độ của khuôn cung cấp một bức tranh rõ ràng về cách thiết kế kênh làm mát ảnh hưởng đến sự phân bổ nhiệt độ. Trong Hình 5(a), nhiệt độ đế khuôn gần vách ngăn (Baffle) thấp và nhiệt độ ở khu vực bên trong và bên ngoài ống vòi khá giống nhau. Mặt khác, nhiệt độ khuôn ở xa vách ngăn (Baffle) cao do khả năng làm mát kém hiệu quả. Như được hiển thị trong Hình 5(b), kênh làm mát bảo hình được bố trí dọc theo ống vòi giúp phân bổ nhiệt độ đồng đều hơn. Chênh lệch nhiệt độ giữa khu vực bên trong và bên ngoài hoặc hai đầu ống rất nhỏ.
Hình 5 Kết quả cắt giảm nhiệt độ đế khuôn: (a) thiết kế kênh làm mát thông thường;
Thiết kế kênh làm mát ban đầu không làm mát sản phẩm một cách đồng đều, dẫn đến vấn đề biến dạng nghiêm trọng. Sau khi giải quyết vấn đề tích tụ nhiệt bằng kênh làm mát pbảo hình, độ biến dạng của sản phẩm được cải thiện đáng kể. Tổng biến dạng giảm từ 3,8 mm ban đầu xuống 2,9 mm (Hình 6), nâng cao hiệu quả năng suất sản phẩm.
Hình 6 biến dạng của sản phẩm: (a) thiết kế kênh làm mát thông thường; (b) thiết kế kênh làm mát bảo hình
Cuối cùng, với sự hỗ trợ của Moldex3D trong việc sửa đổi và dự đoán các điều kiện tối ưu hóa, khách hàng đã giảm thành công thời gian ép phun và độ cong vênh, bằng chứng là kết quả thử khuôn tại chỗ. (Hình 7)
Hình 7. Kết quả thử khuôn tại chỗ: (a) chu trình ép phun; (b) sản phẩm được tối ưu hóa.
Kết quả
Objectify Technologies Pvt. Ltd nhận ra lợi thế của kênh làm mát bảo hình bằng DMLS, xác nhận tính chính xác của ước tính thời gian làm mát được đề xuất bởi kết quả mô phỏng Moldex3D. Thời gian làm mát giảm 65% từ 25 giây xuống 9 giây bằng cách chuyển từ vách ngăn (Baffle) sang kênh làm mát bảo hình. Ngoài ra, sự phân bố nhiệt độ đồng đều cũng làm giảm độ cong vênh khoảng 25% và cải thiện đáng kể năng suất tổng thể. Những phát hiện này nhấn mạnh hiệu suất vượt trội của Moldex3D trong việc tối ưu hóa quy trình, cung cấp cho ngành sản xuất các giải pháp thiết thực và đáng tin cậy nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất.