Nghiên cứu và thiết kế hệ thống tản nhiệt tối ưu cho khuôn ép phun kim loại
Từ khóa
DOI:
https://doi.org/10.22144/ctujos.2026.097Tóm tắt
Đúc phun kim loại (MIM) là sự kết hợp giữa đúc phun nhựa và luyện kim bột để sản xuất các linh kiện kim loại có cường độ cao và hình học phức tạp. Mặc dù việc thiết kế khuôn đóng vai trò then chốt đối với chất lượng sản xuất, nhưng các kênh làm mát 2D truyền thống thường gây ra tình trạng phân bổ nhiệt độ không đồng đều, dẫn đến hiện tượng quá nhiệt và các khuyết tật về cấu trúc sản phẩm. Trong nghiên cứu này, một phương pháp sản xuất tích hợp đã đề xuất bao gồm: phân tích dòng chảy trong khuôn, thiết kế kênh làm mát theo biên dạng 3D, thử nghiệm và đánh giá hiệu quả làm mát của thiết kế mới. Thông qua các thử nghiệm đúc phun thực tế, tính khả thi của công nghệ tích hợp này đã được xác thực. Kết quả cho thấy hệ thống làm mát 3D tối ưu giúp cải thiện đáng kể hiệu suất giải nhiệt và độ đồng đều của nhiệt độ khuôn. Do đó, phương pháp này không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu khuyết tật mà còn rút ngắn chu kỳ đúc, giúp tăng đáng kể năng suất sản xuất tổng thể.
Lượt tải
Tài liệu tham khảo
Dehghan-Manshadi, A., Bermingham, M., Dargusch, M., StJohn, D., & Qian, M. (2017). Metal Injection Moulding of Titanium and Titanium Alloys: Challenges and Recent Development. Powder Technology. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.06.053
Hu, S. C., & Hwang, K. S. (2000). Powder Metallurgy, 43, 239-244. https://doi.org/10.1179/003258900666005
Thornagel, M. (2010). Simulating flow can help avoid mould mistakes. Metal Powder Report, 65(3), 26-29.
https://doi.org/10.1016/S0026-0657(10)70072-2
Thornagel, M. (2012). Injection moulding simulation: New developments offer rewards for the PIM industry. Powder Injection Moulding International, 6(1), 65-68.
Sachs, E., Wylonis, E., Allen, S., Cima, M., & Guo, H. (2000). Production of injection molding tooling with conformal cooling channels using the three dimensional printing process. Polymer Engineering and Science, 40(5), 1232-1247. https://doi.org/10.1002/pen.11251
Yan, C., & Hsu, A. (2012). Introduction of composite technology, combining machining with selective laser melting for metal powder forming. Molding Innovation, 5-10.
Hsu, F., Wang, K., Huang, C., & Chang, R. (2013). Investigation on conformal cooling system design in injection moulding. Advances in Production Engineering & Management, 8(2), 107-115. https://doi.org/10.14743/apem2013.2.158
Qiao, H. (2006). A systematic computer-aided approach to cooling system optimal design in plastic injection molding. International Journal of Mechanical Sciences, 48(4), 430-439. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2005.11.001
Park, H. S., & Dang, X. P. (2010). Optimization of conformal cooling channels with array of baffles for plastic injection mold. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 11(6), 879- 890.
https://doi.org/10.1007/s12541-010-0107-z
Dang, X. P., & Park, H.S. (2011). Design of U-shape milled groove conformal cooling channels for plastic injection mold. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 12(1), 73-84. https://doi.org/10.1007/s12541-011-0009-8
OSAOPN. (2017). Laser Additive Manufacturing: Going Mainstream. https://www.osaopn.org/home/articles/volumr_28/february_2017/features/laser_additive_manufacturing_going_mainstream/.
Mayer, S. (2009). Optimized mould temperature control procedure using DMLS. EOS Whitepaper.
Beaumont, J. P. (2004). Runner and Gating Design Handbook: Tools for Successful Injection Molding. Carl Hanser Verlag, Munich.
Jahan, S. A., Wu, T., Zhang, Y., Zhang, J., Tovar, A., & Elmounayri, H. (2017). Thermo-mechanical design optimization of conformal cooling channels using design of experiments approach. Procedia Manufacturing, 10, 898-911. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.07.078
Heaney, D. F., & Greene, C.D. (2012). Molding of components in metal injection molding (MIM). Handbook of Metal Injection Molding. Woodhead Publishing, 109-133e. https://doi.org/10.1533/9780857096234.1.109
Jahan, S. A. & El-Mounayri, H., (2016). Optimal Conformal Cooling Channels in 3D Printed Dies for Plastic Injection Molding. Procedia Manufacturing, 5, 888-900. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2016.08.076
Jahan, S. A. & El-Mounayri, H., (2018). A Thermomechanical Analysis of Conformal Cooling Channels in 3D Printed Plastic Injection Molds. Applied Sciences, 8(12), 2567. https://doi.org/10.3390/app8122567
Chin, Y., & Hsu, A. (2012). Introduction of Composite Technology, Combining Machining with Selective Laser Melting for Metal Powder Forming, moldex3d.com.
