1, Dispunerea sistemului de răcire: „rețea neuronală” pentru eficiența disipării căldurii
Sistemul de răcire este purtătorul de bază al disipării căldurii mucegaiului, iar raționalitatea sa de proiectare afectează în mod direct eficiența transferului de căldură. Conform principiului conducției căldurii, procesul de transfer de căldură de la topitura la temperatură înaltă-prin oțelul de matriță la lichidul de răcire trebuie să îndeplinească cele trei principii de „maximizarea zonei de contact, scurtarea traseului și echilibrarea debitului”.
Dispunerea căii navigabile și potrivirea cavității
Circuitele tradiționale de apă de răcire adoptă adesea modele liniare sau circulare, dar atunci când se confruntă cu produse curbe complexe, astfel de configurații pot duce cu ușurință la o răcire locală insuficientă. Designul modern al matriței introduce tehnologia „căii navigabile conforme”, care construiește un canal de răcire în interiorul matriței, care se conformează pe deplin conturului cavității matriței prin imprimare 3D sau prelucrare cu descărcare electrică. De exemplu, în producția de abajururi LED pentru automobile, utilizarea unei matrițe cu o cale navigabilă conformă poate reduce diferența de temperatură la suprafață a produsului de la 8 grade la 2 grade, reducând semnificativ deformarea și deformarea cauzate de răcirea neuniformă.
Controlul precis al parametrilor căii navigabile
Diametrul, distanța și viteza de curgere a căilor navigabile sunt parametri cheie care afectează eficiența disipării căldurii. Practica industriei a arătat că diametrul căilor navigabile este de obicei controlat între 6-12 mm: un diametru prea mic poate limita debitul și poate reduce capacitatea de disipare a căldurii; Dacă diametrul este prea mare, poate slăbi rezistența matriței și poate cauza turbulențe în lichidul de răcire. Luând ca exemplu producția de cadre pentru telefoane mobile, când diametrul canalului de apă al matriței este setat la 8 mm și distanța este de 30 mm, combinată cu o viteză de curgere turbulentă de 1,5 m/s, timpul de răcire a produsului poate fi scurtat cu 15%, evitând în același timp supraîncălzirea locală cauzată de fluxul laminar.
Răcirea partiției și control dinamic
Pentru produsele cu structuri complexe, matrița trebuie să adopte designul de răcire a zonei. De exemplu, în producția de carcase pentru laptop, matrița stabilește canale separate de apă pentru zonele groase și subțiri ale peretelui și controlează cu precizie temperatura fiecărei zone printr-o mașină de temperatură a matriței. O soluție mai avansată este introducerea unui sistem inteligent de control al temperaturii care monitorizează temperatura de suprafață a matriței în timp real și ajustează dinamic debitul de lichid de răcire. O anumită marcă de mucegai și-a îmbunătățit randamentul produsului de la 82% la 95% și și-a scurtat ciclul de producție cu 20% prin această tehnologie.
2, Selecția materialului matriței: „punte” de conducere a căldurii
Conductivitatea termică a oțelului matriței afectează direct viteza de transfer de căldură din cavitatea matriței la sistemul de răcire. Conductivitatea termică a diferitelor materiale variază semnificativ: conductivitatea termică a oțelului obișnuit P20 este de 29W/(m · K), în timp ce oțelul H13 poate atinge 34W/(m · K), iar bronzul beriliu poate ajunge până la 105W/(m · K). Practica industriei a arătat că selecția materialelor trebuie să echilibreze performanța termică și costul:
Scenarii de aplicare a materialelor cu conductivitate termică ridicată
Pentru produsele cu cerințe de disipare a căldurii extrem de ridicate, cum ar fi carcasele componentelor electronice de-putere mare și radiatoarele cu LED-uri, matrițele sunt adesea realizate din oțel H13 sau bronz beriliu. De exemplu, atunci când se produc radiatoare pentru stația de bază 5G, utilizarea matrițelor din bronz beriliu poate reduce gradientul de temperatură intern al produsului cu 40%, îmbunătățind semnificativ eficiența disipării căldurii. Dar acest tip de material are un cost ridicat și este potrivit doar pentru piața-high-end.
Tehnologia de tratare a suprafeței materialelor
Îmbunătățirea conductibilității termice la suprafață a matrițelor prin tehnologia de acoperire sau acoperire este o soluție eficientă și cu costuri reduse-pentru disiparea căldurii. De exemplu, placarea cu cupru pe suprafața cavității matriței poate crește conductivitatea termică de 2-3 ori mai mare decât a oțelului. Un anume producător de matrițe a folosit această tehnologie pentru a reduce timpul de răcire a carcasei echipamentelor medicale cu 25% și pentru a reduce rata de uzură a matriței.
3, Design de optimizare structurală: „conducătorul invizibil” al performanței de disipare a căldurii
Optimizarea structurii matriței poate îmbunătăți performanța de disipare a căldurii din trei dimensiuni: reducerea rezistenței termice, promovarea convecției aerului și reducerea stresului termic
Design cu pereți subțiri și ușor
Reducerea grosimii matriței poate scurta calea de transfer de căldură și poate scădea rezistența termică. De exemplu, înlocuirea matrițelor tradiționale cu pereți groși cu structuri cu pereți-subțiri, cuplate cu modele de nervuri armate, poate crește eficiența disipării căldurii cu 15%, asigurând în același timp rezistența. Un anume producător de piese auto a redus greutatea matriței cu 30% și consumul de energie de producție cu 18% prin acest plan.
Proiectare în colaborare a sistemului de evacuare și disiparea căldurii
Canalul de evacuare nu este doar un canal pentru evacuarea gazului din cavitatea matriței, ci servește și ca structură auxiliară de disipare a căldurii. Prin optimizarea poziției și dimensiunii canelurii de evacuare, poate fi promovat fluxul de aer pe suprafața matriței. De exemplu, în producția de carcase mari de electrocasnice, matrița adaugă aripioare de disipare a căldurii în zona canelurii de evacuare pentru a reduce temperatura de suprafață a produsului cu 5 grade și pentru a reduce defectele de suprafață cauzate de retenția de gaz.
Proiectarea structurii de compensare a dilatarii termice
Mucegaiul va genera stres termic în timpul proceselor repetate de încălzire și răcire, ducând la deformare sau crăpare. Prin proiectarea unor structuri elastice de compensare, cum ar fi sisteme de ejectare cu arc sau balamale flexibile, stresul termic poate fi absorbit și stabilitatea dimensională a matriței poate fi menținută. Un anumit producător de matrițe a folosit această tehnologie pentru a crește durata de viață a matriței de la 100000 de ori la 500000 de ori atunci când producea lentile optice de precizie, reducând în același timp rata defectelor produsului cauzată de deformarea termică.
4, Cazul de practică în industrie: „piatra de încercare” a descoperirilor tehnologice
Brevetul „Dissiparea căldurii în mod dublu” al Suzhou Dongying Precision Mold
Acest brevet realizează o dublare a eficienței de disipare a căldurii prin integrarea componentelor de răcire cu aer și apă în baza matriței. Atunci când se produc piese mari turnate prin injecție, sistemul de răcire cu apă este responsabil pentru îndepărtarea rapidă a căldurii de la miez, în timp ce sistemul de răcire cu aer ajută la disiparea căldurii în zonele de margine. Acest design îmbunătățește uniformitatea temperaturii matriței cu 30% și scurtează ciclul de producție cu 25%, devenind un reper pentru tehnologia inovatoare de disipare a căldurii în industrie.
Schema de racire pe baza de ulei pentru matrite de injectie PTFE
Ca răspuns la conductibilitatea termică scăzută a materialelor PTFE, un anumit producător a dezvoltat o matriță care combină lichidul de răcire pe bază de ulei-cu canale spiralate de apă. Lichidul de răcire pe bază de ulei are un punct de fierbere ridicat și o stabilitate termică puternică. Atunci când este combinat cu o cale navigabilă în spirală pentru a extinde calea de răcire, gradientul de temperatură intern al produsului este redus de la 15 grade la 5 grade, reducând semnificativ stresul intern și deformarea deformarii.
