Pendinginan Konformal:Meningkatkan Kualitas Komponen dan Mengurangi Waktu Siklus Cetakan Injeksi
Diterbitkan pada 23 Maret 2023
Tantangan umum saat merancang komponen untuk cetakan injeksi adalah memperhitungkan laju pendinginan untuk area berbeda dalam desain komponen. Agar cetakan dapat mengeluarkan bagian tersebut dengan baik tentunya harus didinginkan. Namun, pada komponen bervolume tinggi atau rumit secara geometris, area tertentu pada komponen tersebut mungkin mendingin dengan kecepatan berbeda, sehingga menghasilkan waktu siklus yang lebih lama dan potensi lengkungan. Untuk menghindari masalah ini dan meningkatkan produktivitas cetakan, komponen dapat dirancang dengan saluran pendingin konformal terintegrasi yang memungkinkan air mengakses area yang lebih dalam di dalam komponen, memberikan pendinginan yang lebih merata, mengurangi waktu siklus dan terjadinya cacat. Pendekatan ini telah ada selama beberapa waktu, namun kemajuan dalam pencetakan 3D logam telah memungkinkan geometri pendinginan konformal baru dan menghasilkan solusi bagi pembuat perkakas.
Gambar 1:Saluran pendingin konformal dimasukkan ke dalam desain alat cetakan injeksi.
Mengurangi Resiko Part Warpage
Selama proses pencetakan, suatu komponen mendingin mulai dari permukaan luar hingga inti bagian dalam plastik, idealnya dengan kecepatan yang sama untuk semua area komponen bila dirancang dengan ketebalan dinding yang konsisten. Saat pencetakan injeksi sederhana, pendinginan konvensional pada komponen seragam biasanya tidak menimbulkan tantangan apa pun, karena semua area pada komponen umumnya mendingin dengan kecepatan yang sama.
Namun, jika desain komponen rumit secara geometris, maka komponen tersebut mungkin tidak mendingin dengan kecepatan yang merata di semua area, yang mengakibatkan potensi lengkungan atau siklus pendinginan yang lebih lama untuk memastikan komponen menjadi padat sebelum dikeluarkan. Kenyataannya adalah bahwa di dunia saat ini dengan geometri bagian yang semakin kompleks, tingkat pendinginan yang seragam sulit dicapai. Dalam kasus pengoperasian dengan volume rendah, ketidakefisienan dari siklus pendinginan yang sedikit lebih lama dapat diabaikan dan dapat ditoleransi oleh para pembuat cetakan. Namun, dalam kasus volume produksi yang tinggi, efisiensi ini dapat menjadi peluang untuk meningkatkan produktivitas atau mengurangi limbah. Efisiensi pendinginan konformal yang dihasilkan bergantung pada banyak faktor, mulai dari desain saluran pendingin, desain komponen, desain cetakan, dan bahkan resep pencetakan. Jika dilakukan dengan benar, solusi pendinginan konformal dapat meningkatkan keluaran perkakas sebesar 50% atau lebih.
Pendinginan Konvensional
Gambar 2:Perhatikan gradien termal tinggi dan titik panas yang menonjol berwarna merah.Gbr. 3:Di area dengan titik panas, terjadi kelengkungan tingkat tinggi, yang kemungkinan besar mengakibatkan produk cacat.
Pendinginan Konformal
Memasukkan saluran pendingin konformal dalam perkakas cetakan akan membantu mengatasi titik panas yang mengakibatkan lengkungan, sehingga menghasilkan komponen berkualitas lebih baik dengan lebih sedikit limbah material dan lebih sedikit cacat.
Gambar 4:Dengan saluran pendingin konformal yang dirancang ke dalam inti cetakan injeksi (L) dan rongga (R), udara dapat mengakses area internal cetakan, mendinginkan komponen/produk dengan kecepatan yang merata.Gbr. 5:Perhatikan distribusi suhu yang merata dan gradien termal yang rendah.Gbr. 6:Karena pendinginan yang merata, bagian/produk yang dihasilkan mencapai tingkat kelengkungan minimal.
Waktu Siklus Lebih Cepat
Selain mencapai kualitas hasil akhir yang lebih baik dengan risiko cacat yang lebih rendah, saluran pendingin konformal seringkali secara signifikan mengurangi waktu siklus cetakan. Pada contoh di bawah, pendinginan konformal digunakan untuk mengurangi waktu siklus komponen plastik bervolume tinggi hingga hampir 40%, sehingga meningkatkan produktivitas cetakan hingga hampir 50%.
Gambar 7:Perhatikan saluran pendingin konformal (berbagai warna) yang telah diintegrasikan ke dalam perkakas untuk bagian bervolume tinggi ini.Gbr. 8:Pendinginan konformal menghasilkan penurunan waktu siklus sebesar 40% untuk bagian yang digambarkan.
Apakah Pendinginan Konformal Tepat untuk Kebutuhan Anda?
Memasukkan saluran pendingin konformal dalam perkakas cetakan injeksi sangat populer di seluruh industri dan jenis produk, khususnya di bidang ilmu hayati, dan sektor produk konsumen di mana komponen dengan geometri kompleks atau volume cetakan tinggi adalah hal yang umum. Jika Anda berencana memproduksi suku cadang dalam jumlah besar melalui cetakan injeksi dan mengkhawatirkan lengkungan, merancang perkakas cetakan injeksi dengan pendinginan konformal mungkin merupakan solusi yang tepat untuk membantu waktu siklus dan menurunkan biaya suku cadang. Untuk memastikan bahwa saluran dirancang dengan benar untuk geometri bagian Anda dan aplikasi spesifik, sangat penting untuk bekerja sama dengan perancang perkakas berpengalaman yang memiliki pengetahuan tentang cara mengintegrasikan pendekatan baru ini ke dalam perkakas berpresisi tinggi.
Di SyBridge, teknisi kami ahli dalam proses desain cetakan dan perkakas injeksi, dan telah bekerja dengan perusahaan di berbagai industri untuk membantu mereka mencapai hasil luar biasa dalam hal meningkatkan produktivitas cetakan, mengurangi cacat, dan memproduksi suku cadang dengan kinerja lebih tinggi. Baik Anda sudah memiliki desain cetakan yang Anda yakini akan mendapat manfaat dari penambahan saluran pendingin konformal atau Anda sedang mengerjakan desain untuk suku cadang atau produk baru, tim kami siap membantu.
Hubungi kami untuk berbicara dengan pakar desain perkakas cetakan injeksi dan mengetahui apakah pendinginan konformal tepat untuk kebutuhan perkakas cetakan injeksi Anda.
