隨形控溫管道設(shè)計(jì)及制造技術(shù)

創(chuàng)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用是汽車(chē)零部件制造業(yè)取得成功的關(guān)鍵，對(duì)汽車(chē)注塑及壓鑄零部件廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，縮短注塑及壓鑄周期以及提升零部件質(zhì)量是他們長(zhǎng)期追求的目標(biāo)。

在采用注塑及壓鑄模制造汽車(chē)零部件的過(guò)程中，注塑及壓鑄模的控溫直接影響到零部件的制造質(zhì)量與生產(chǎn)效率。所謂的隨形控溫技術(shù)就是讓冷水或熱水（視乎物料及工藝流程而決定）于管道緊隨模腔及工件輪廓的制作技術(shù)，目的就是均勻地、快速地冷卻模具及工件。若模具及工件能快速冷卻，便能盡快騰出模具生產(chǎn)下個(gè)工件，也就能夠縮短成型周期，在指定時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)更多的任務(wù)件，生產(chǎn)力自然也隨之提高。

在此過(guò)程中，冷卻均勻度也同樣重要，均勻冷卻能避免因收縮不均而產(chǎn)生的缺陷，如扭曲變形等。通常情況下，注塑及壓鑄模具一般使用傳統(tǒng)加工方法制作控溫管道，水流進(jìn)管道便能冷卻模具和工件，但直線(xiàn)鉆頭不可能鉆出緊隨模腔輪廓的復(fù)雜彎曲管道。當(dāng)冷卻運(yùn)水距離模腔太遠(yuǎn)，模具的溫度管理未能優(yōu)化時(shí)，將導(dǎo)致冷卻緩慢，效率也無(wú)法提升。若模腔的某些部分較接近冷卻水道，便會(huì)比其他部份冷卻得更快，因而會(huì)造成冷卻不均，甚至導(dǎo)致注塑及壓鑄件扭曲變形， 進(jìn)而直接影響下游生產(chǎn)工序，例如裝配等的結(jié)果。總而言之， 對(duì)于明顯受惠于縮短成型周期的注塑及壓鑄工序，如大批量標(biāo)準(zhǔn)化的汽車(chē)零部件，或因精確度要求高而導(dǎo)致高廢品率的高端汽車(chē)零部件來(lái)說(shuō)，先進(jìn)的隨形控溫技術(shù)絕對(duì)有助于改善生產(chǎn)。

不過(guò)，隨形控溫管道設(shè)計(jì)是否能夠達(dá)到預(yù)期的效果—— 包括縮短冷卻時(shí)間及提升工件質(zhì)量等，通常是很難在模具生產(chǎn)前得到確實(shí)的答案。去年9 月份，香港生產(chǎn)力促進(jìn)局（生產(chǎn)力局）材料及制造科技部成立了全球首個(gè)“隨形冷卻技術(shù)中心”，該技術(shù)中心配備的電腦模擬控溫管道設(shè)計(jì)分析技術(shù)， 以預(yù)測(cè)在零部件成型過(guò)程中控溫液的溫度、壓力、速度及流線(xiàn)， 并揭示模具溫度分布及成品收縮變形情況；從而在設(shè)計(jì)階段已能確保隨形控溫管道的效能。

此外，該中心還配備了混合式直接金屬激光燒結(jié)、擴(kuò)散焊接以及高溫焊接及噴涂等制造技術(shù)，可以為汽車(chē)零部件生產(chǎn)商提供一站式先進(jìn)隨形控溫管道制造服務(wù)。目前，隨形控溫管道制造技術(shù)主要有以下三類(lèi)：

擴(kuò)散焊接技術(shù)

擴(kuò)散焊接是在真空環(huán)境下，利用高溫及高壓把兩件工件的原子相互擴(kuò)散，嵌入對(duì)方而結(jié)合。利用擴(kuò)散焊接制作隨形控溫管道，要先于注塑及壓鑄模具件上切削所需的控溫管道坑槽，再將金屬模具件作前處理及疊在一起，以擴(kuò)散焊接結(jié)合，此控溫管道稱(chēng)為“2.5D”或“假3D”管道，因?yàn)楣艿乐荒芨饘倌＞呒咴谕黄矫?，然后須靠金屬模具件上的鉆孔連接，成為內(nèi)嵌2.5D 管道的模具。

混合式直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)（3D 金屬打?。?/p>

為了達(dá)到最佳控溫效果及制作真正3D 隨形控溫管道，可以通過(guò)混合式直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)， “隨形冷卻技術(shù)中心”就引進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)屬于金屬粉末積層制造的其中一種， 以高密度的激光束把精細(xì)的金屬粉末熔化及凝合，一層一層累積直至生產(chǎn)出內(nèi)嵌3D 控溫管道的金屬模具及各類(lèi)型鑲件為止。
該技術(shù)內(nèi)置高速銑削加工能力，與一般傳統(tǒng)的金屬激光燒結(jié)技術(shù)不同，即使復(fù)雜結(jié)構(gòu)的內(nèi)嵌3D 控溫管道模具鑲件，也能精確地生產(chǎn)出表面有如鏡子般平滑的效果，是廠(chǎng)商夢(mèng)寐以求的理想模具制造技術(shù)。

高溫焊接及噴涂技術(shù)

擴(kuò)散焊

及混合式直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)也不是完全沒(méi)有限制，例如在體積方面，目前擴(kuò)散焊接熔爐可處理的工件只局限于300×300×250 毫米內(nèi)；而混合式直接金屬激光燒結(jié)可處理的工件則不得大于250×250×180 毫米。再者，兩種技術(shù)的投入成本相對(duì)較高，用來(lái)生產(chǎn)體積大、批量小、精確度要求不高的工件，成本效益值得商榷。

“隨形冷卻技術(shù)中心”自行研發(fā)出的高溫焊接及噴涂專(zhuān)利技術(shù)，利用預(yù)制的金屬管道緊隨模腔輪廓，再以焊接方式， 以熔化的金屬填補(bǔ)接口的空隙及倒角，再將熔化的金屬?lài)娫诮饘俟芩郎?，形成控溫模具鑲件。高溫焊接及噴涂技術(shù)價(jià)格相對(duì)低廉，成本跟傳統(tǒng)模具相約，但控溫速度卻比傳統(tǒng)模具快得多，均勻得多。
另?yè)?jù)了解，除了以上制造技術(shù)及工藝，該技術(shù)中心還將持續(xù)致力開(kāi)發(fā)各種創(chuàng)新技術(shù)，如合金粉末直接激光燒結(jié)、激光熔凝、激光雕刻、模具鑲件的功能性涂層及低溫處理等，以高科技及符合經(jīng)濟(jì)效益為藍(lán)本，靈活地配合各技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，幫助汽車(chē)制造商實(shí)現(xiàn)先進(jìn)注塑及壓鑄模具的隨形控溫管道，以縮短成形周期及提升產(chǎn)品質(zhì)量。