截止3月底國內疫情逐漸好轉,基本得到控制,但海外疫情逐漸爆發(fā),截止3月23日海外確診人數高達24萬(wàn)余人。應國際求援,我國開(kāi)啟“一省救一國”的國際援助計劃,大量醫護專(zhuān)家團體攜物資支援各國,國際疫情防控需求暴增。龐大需求刺激下,用于快速體溫測量的額溫槍?zhuān)t外線(xiàn)測溫儀)市場(chǎng)需求迅速增長(cháng),國際額溫槍外貿訂單供給不足,國際市場(chǎng)上已出現“一槍難求”的局面。
此前額溫槍市場(chǎng)基本飽和,隨著(zhù)國內疫情逐步控制,許多戰時(shí)轉型生產(chǎn)物資的臨時(shí)大廠(chǎng)逐步恢復正常生產(chǎn),國內生產(chǎn)廠(chǎng)家不足,供貨速度有限。那么,如何從額溫槍制造源頭——模具的改良,縮短注塑品的成型周期在當前便尤為重要。
在本期3D科學(xué)谷分享的額溫槍殼體注塑生產(chǎn)案例中,3D打印隨形冷卻模具制造技術(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
額溫槍內部結構圖。來(lái)源:ESU毅速
聚焦生產(chǎn)提速
額溫槍殼體內部“藏有”許多元器件,例如:電池、傳感器、線(xiàn)圈等,這些元器件需要進(jìn)行固定,以保證它們運轉良好,額溫槍殼體內部的許多筋位、卡位起到的正是固定作用(如上圖所示)。
但這些筋位、卡位的存在卻加重了開(kāi)模的困難,一是筋位、卡位的存在增加了模具結構的復雜度,二是這些部位要很好的很冷卻才能不拖累生產(chǎn)周期。
額溫槍內部機構示意圖。來(lái)源:ESU毅速
在模具結構中水路系統是十分重要的一部分,水路關(guān)系到產(chǎn)品達到頂出溫度的時(shí)間長(cháng)短,換言之也就是注塑成型時(shí)間長(cháng)短,此外還關(guān)系到模溫是否均衡,因為模溫直接影響注塑產(chǎn)品的成型質(zhì)量。
普通水路示意圖。來(lái)源:ESU毅速
傳統水路多由銑床、CNC等傳統機床加工,由于傳統機床的加工方式導致水路只能直來(lái)直去,而由于額溫槍內部頂針及深筋位的存在,導致了額溫槍殼體底部走不了水路,主要反應在模具上后模仁筋位部分無(wú)法得到較好的冷卻(如上圖所示),從而導致冷卻周期較長(cháng)且模溫不均衡。
一家急需額溫槍開(kāi)模的國際外貿供應商聯(lián)系了ESU毅速產(chǎn)品設計師, 3D打印是否可以幫助他迅速開(kāi)模并且改良額溫槍模具,提升他們的生產(chǎn)效率。為支援國際疫情防控需求,ESU毅速模具設計部門(mén)立刻組織開(kāi)展方案討論會(huì )議。
根據在模具3D打印中多年的設計和生產(chǎn)經(jīng)驗, ESU毅速最終制定了額溫槍模具的3D打印方案:使3D打印隨形水路遍及額溫槍模具型腔之中。如下圖所示:
3D打印隨形水路示意圖。來(lái)源:ESU毅速
通過(guò)選區激光熔化金屬3D打印技術(shù)制造的模具工件,由金屬粉末組層堆積成型,如此一來(lái), 水路設計將不再受額溫槍產(chǎn)品結構的限制,設計師能夠更加“隨心所欲”的使水路遍布模具型腔(如上圖所示)
3D打印工藝流程示意圖。來(lái)源:ESU毅速
額溫槍模具3D打印樣品成型后,模流分析師在產(chǎn)品交付前進(jìn)行了適當的測評,并公布了模流分析結果對比數據。
達到頂出溫度的時(shí)間。來(lái)源:ESU毅速
通過(guò)模流結果的數據分析,我們可以清晰的看到,運用3D打印技術(shù)方案成型的模具其額溫槍注塑產(chǎn)品達到頂出時(shí)溫度低的時(shí)間為9秒,而普通方案需17秒,同比提速8秒,近45%。
零件溫度。來(lái)源:ESU毅速
有關(guān)零件的溫度,普通方案中塑件最高溫度達42℃左右,運用3D打印方案的塑件相同部位的溫度僅為27℃,下降了15℃,約34%。
綜合ESU毅速的模流分析數據結果:3D打印方案可縮短塑件冷卻時(shí)間近45%;降低塑件溫度34%,從而提升生產(chǎn)效率,均衡塑件溫度減少缺陷。而這得益于3D打印的加工工藝使得水路設計變得“無(wú)拘無(wú)束”,可以沿著(zhù)產(chǎn)品形狀均勻分布,無(wú)死角、無(wú)死水,真正做到模溫均衡。
除此之外,現階段額溫槍需求大增,原來(lái)一套模具的產(chǎn)量滿(mǎn)足不了需求,因此很多生產(chǎn)廠(chǎng)家不得不新開(kāi)復制模來(lái)增加產(chǎn)能,滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。而3D打印給出了另外一種可能,即通過(guò)隨形水路大幅縮短生產(chǎn)周期,提升產(chǎn)量,從而節省新開(kāi)復制模與注塑機的使用費用,為廠(chǎng)家帶來(lái)降低注塑生產(chǎn)成本的附加價(jià)值。
3D打印隨形冷卻模具很好的解決了額溫槍殼體生產(chǎn)廠(chǎng)商在當下所面臨的難題。
案例來(lái)源:ESU 毅速
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