一、隨型冷卻與3D打印技術
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產品對隨型冷卻的需求
大家比較關心的問題是“我們什么時候需要用到隨型冷卻”? 事實上這是關于采用新技術的ROI 投資回報率問題，因為需要考慮新技術的成本。通常來說：兩種產品最需要用到隨型冷卻： 杯子狀/盒狀產品和大的曲率變化的產品。另外對于肉厚分布不均的產品，需要關注的成型周期和變形問題。如今，產品的品質要求越來越高，傳統(tǒng)的冷卻無法滿足這些要求。隨型冷卻成為解決這些問題的最佳技術。
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隨型冷卻水路的加工
1.直接金屬激光燒結（Direct Metal Laser Sintering ）使用激光，向上一層層燒結金屬粉末，生成型芯或型腔。這是一種理想的方法，當型芯或腔體尺寸較小時常用，因為金屬粉末是相當昂貴的。
2.熱/壓融合技術（Heat/Pressure）:在真空爐中通過加熱和加壓將兩塊或多塊金屬板熔接在一起。
相對來說，3D激光打印技術因其可以加工任意形狀，具有更高的設計彈性，成為隨型冷卻水路加工的最佳方式。但目前成本仍偏高。
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產品對隨型冷卻的需求
3D打印技術，是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、等特殊材料進行逐層堆積黏結，最終疊加成型，制造出實體產品。與傳統(tǒng)制造業(yè)通過模具、車銑等機械加工方式對原材料進行定型、切削以最終生產成品不同，3D打印將三維實體變?yōu)槿舾蓚€二維平面，通過對材料處理并逐層疊加進行生產，大大降低了制造的復雜度。
二、Moldflow隨形冷卻分析
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Moldflow隨形冷卻分析
AutodeskSimulation Moldflow應用了Autodesk Simulation CFD強大的計算流體力學分析功能，進行隨形冷卻的3D水路仿真分析。
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消除熱點
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確定死角
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3D水路建模及分析與MoldflowInsight Cool (FEM)集成
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關于Autodesk Simulation CFD
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AutodeskSimulation CFD的前身是美國藍脊數碼公司的CFdesign， 2011年3月被歐特克收購。2011年8月，歐特克正式推出AutodeskSimulation CFD CFD = Computational Fluid Dynamics計算流體力學。
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Autodesk Simulation CFD旨在為客戶解決產品設計和優(yōu)化中遇到的流動與傳熱問題。
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Moldflow隨形冷卻分析結果應用
Conformal CoolingChannel Velocity – Hot Spot
Conformal CoolingChannel Velocity – Hot Spot
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建立隨形冷卻網格的工作流程
1.導入CAD產品生成Solid 3D 或 Dual Domain網格
2.選擇一個包含 Cool (FEM)的分析序列
3.澆注系統(tǒng)建?；蛑付ㄒ粋€注射位置
4.柱體單元冷卻系統(tǒng)建模
5.添加呈現隨形冷卻水路的CAD模型
6.賦予3D水路屬性為隨形冷卻水路
7.為隨形冷卻水路設置冷卻劑入口和出口
8.建立模具模型（模具結構劃分為3D網格Moldblock 3D屬性)
9.創(chuàng)建3D 水路網格（在3D 水路上設置邊界條件為進水口和出水口）
10.定義需要的成型參數設置然后運行分析
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隨形冷卻: 3D 水路網格劃分選項
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分離度因子自動的目標長度被計算增加該值, 目標長度增加=> 網格粗糙
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流動間隙單元(目標)確保一個合理的單元數量在受限的流動區(qū)域，沒有高的縱橫比這些單元在增強層之間
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增強層(目標)與表面接觸的單元層數
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隨形冷卻: 3D分析注意事項
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冷卻劑出口: 默認設置為大氣壓
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隨形冷卻分析可用RHCM快速加熱/冷卻
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目前版本分析時間會較長，由于暫未實施并行運算技術
最佳方法 :
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應用3D水路網格生成形狀更為精準
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CFD求解器具有與Moldflow3D 流動求解器不同的網格要求
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轉換Moldflow產品網格為3D水路網格會產生較差的結果
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可能的話對普通水路用1D Beam水路
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1D Beam水路分析更快，占用更少內存，結果精準
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1D Beam水路和3D水路可以共存
三、Moldflow隨型水路冷卻分析應用
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Moldflow隨形冷卻分析應用
案例說明：此為某公司開發(fā)的產品，應用3D打印隨形冷卻水路，并采用Moldflow仿真分析。
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隨形冷卻與傳統(tǒng)冷卻的比較實驗
>>要評估隨形冷卻水路的效果，需要與一個傳統(tǒng)水路設計（兩條冷卻水路）進行比較。
>>以模具溫度分布結果為主要評判指標
隨型冷卻建模 傳統(tǒng)水路建模
隨型冷卻溫度曲線 傳統(tǒng)水路溫度曲線
>>結果：相對于傳統(tǒng)冷卻水路，隨型冷卻水路在產品冷卻困難部分冷卻效率更高，產品各部位溫度分布均勻。
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3D水路分析結果
3D水路速度分布 3D水路壓力分布
模具瞬態(tài)溫度分布
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隨形冷卻與傳統(tǒng)冷卻的溫度結果比較
結果：產品熱點溫度相差35度，成型周期差4秒。對于該產品來說：相對于傳統(tǒng)冷卻水路，隨型冷卻水路在產品冷卻困難部分冷卻效率更高，溫度可快速下降到頂出溫度以下
，大幅減小成型周期。
四、結論
隨著產品品質要求越來越高，結構越來越復雜，傳統(tǒng)的冷卻技術對某些領域的產品已無法適用，并遇到品質提升的瓶頸。隨型冷卻因其最靠近產品表面，以高的冷卻效率和均衡的冷卻品質解決了傳統(tǒng)技術無法實現的難題。
3D打印技術出現和發(fā)展，實現了設計加工自由度的大幅提升，使模具領域復雜隨型冷卻水路加工得以實現。Moldflow仿真技術的應用通過預測，驗證和優(yōu)化設計保障了隨型冷卻技術的可靠性應用。
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