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雷尼绍环形冷却AM解决方案提升了Karcher近一半的生产率

导读: AlfredKarcherGmbH&Co.KG在模具中使用包含适形冷却的芯子使其塑料外壳能够将每个部件的冷却时间减少55%,从而大大提升了公司的成型生产率。该芯子由雷尼绍设计的专用芯是采用金属增材制造技术生产的。

AlfredKarcherGmbH&Co.KG在模具中使用包含适形冷却的芯子使其塑料外壳能够将每个部件的冷却时间减少55%,从而大大提升了公司的成型生产率。该芯子由雷尼绍设计的专用芯是采用金属增材制造技术生产的。

雷尼绍环形冷却AM解决方案提升了K?rcher近一半的生产率

来自AlfredKarcherGmbH&Co.KG的高压清洗机具有明显的亮黄色外壳,已成为许多德国家庭的固定家具。

为了满足来自世界各地日益增长的需求,Karcher每年以百万的速度生产紧凑型洗衣机。每年超过二百万个K2基本压力清洗机在奥伯森海姆工厂下线。然而,即使这样的生产水平也无法满足全球需求。

挑战

其中Karcher洗衣机最著名的功能之一是其明亮的黄色外壳。这也是制造过程中的关键瓶颈之一。例如,K2系列洗衣机的外壳由六台注塑机生产,每台注塑机每天可以模制1,496个外壳。这对于K?rcher来说是不够的,Karcher有四条装配线,每天运行三班,每天生产12,000台组装和包装的K2高压清洗机。

显然,一个选择是添加更多的成型机。然而,KarcherObersontheim工厂注塑协调员Leopold Hoffer认为,应该可以从现有设备中获得更多的生产力。 “我们的目标是将周期时间从原来的52秒缩短到40到42秒,”他解释说。他联系了由雷尼绍公司在2013年5月收购的基于Pliezhausen的LBC工程公司,致力于提高模具的冷却时间。

结果好于预期。雷尼绍给我们做了一个完整的改进包方案,对整个模型进行了全面考虑和分析,以达到最佳效果。

雷尼绍环形冷却AM解决方案提升了K?rcher近一半的生产率

雷尼绍环形冷却AM解决方案提升了K?rcher近一半的生产率

保形冷却方案

协调雷尼绍项目的CarloHüsken回忆道:“项目的第一阶段是获得现有模具的数据,以确定凯尔赫的方案是否可行。

使用K?rcher提供的热成像图形绘制现有的注射成型工艺,并使用Cadmould?3D-F仿真软件进行模拟。这表明,在52秒循环时间内,冷却占22秒,熔化温度为220℃,在100℃下脱模。模具温度由35℃温度和10升/分钟的流量控制。热成像检测的热点也被建模,因为这些区域对延长的循环时间负责,需要更详细地分析。利用这些数据,完成了20个循环的模拟,包括壁温分析。

根据Hüsken先生的建议,第二次模拟运行时喷嘴侧的温度控制得到改善。通过将两个常规的冷却通道插入喷嘴侧的模板中,为主体盖提供了铍铜,带螺纹的配件圆顶。

然后进行两次模拟以评估通过使用保形冷却的潜在改进。常规的模具冷却由钻孔通道的网络组成。通道的钻孔限制了可以生产的几何形状,而这对于更简单的模具是足够的,它在更复杂的例子中不能提供最有效的冷却。保形冷却是基于使用金属增材制造来生产模具的核心。增材制造在一系列薄层中构建核心。这种方法的灵活性意味着可以并入几乎无限复杂的冷却通道。通常,保形冷却用于将通道保持在与成型件相距更远的距离处,给出更均匀的冷却,或者将焦点集中在已知存在热点的区域上,以在这些区域中提供更快速的冷却。

雷尼绍环形冷却AM解决方案提升了K?rcher近一半的生产率

雷尼绍环形冷却AM解决方案提升了K?rcher近一半的生产率

模拟结果表明,几乎所有的热点区域可以通过保形冷却来改善,壁温降低高达70°C。最后,在模具中没有足够的空间来结合保形冷却的区域中,K?rcher对产品设计进行了明智的改进,以缓解问题。根据模拟结果,雷尼绍向凯尔赫(K?rcher)提出了一项全面的改进计划。这表明适形冷却可用于改善模具热点的温度控制,从而实现更均匀的冷却速度和减少的冷却时间。提出了一种改进的模具设计,其将结合两个附加制造的芯以在所识别的热点提供适形冷却。

结果

通过雷尼绍检查改性模具设计的结果,使用提供的热成像图像。这些证实了壁温可以降低40℃至70℃。冷却时间从22秒减少到10秒,减少了55%。 Karcher的技术和塑料集团负责人Volker Neu生产的数据表明,新的模具设计与一些外围部件(原料进料,处理系统等)的重新对齐可以减少周期时间52秒至37秒。因此,一台机器的日常生产能力可以从1,496件增加到2,101件。

Karcher然后实施了其他模具的设计更改。这些模具的相加制造的混合刀片由雷尼绍生产和供应,Hüsken先生在制造模具期间积极支持模具制造商。

霍夫先生对该项目初步怀疑,他说:“最后,结果好于预期。雷尼绍为我们提供了一个完整的改进方案,对整个模型进行了全面考虑和分析,以达到最佳效果。“

雷尼绍环形冷却AM解决方案提升了K?rcher近一半的生产率

雷尼绍环形冷却AM解决方案提升了K?rcher近一半的生产率

雷尼绍总是将客户特定的解决方案与技术相结合。 “在我们的例子中,这意味着传统冷却技术,使用增材制造生产的项目特定的核心和真空钎焊核心的混合物”。

霍夫先生从这个项目中获得了重要的知识和经验。 他说:“未来我们将更加重视设计阶段的降温。” “冷却计算将是Karcher每个模具设计的重要阶段。 使用这些信息,我们可以决定是否使用常规冷却或保形冷却解决方案。“

“雷尼绍的支持非常出色。 对于这个项目,雷尼绍是正确的选择,当我们将来需要紧密轮廓温度控制时,公司也将成为合适的合作伙伴。“霍夫先生总结道。

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