德國Alfred K?rcher公司(凱馳)生產(chǎn)的高壓清洗機已成為德國家庭必備的清潔設(shè)備，在國際市場也備受用戶青睞，越來越多的人在家庭的日常清潔中使用了K?rcher產(chǎn)品。
K?rcher清洗機最具辨識度的特征之一是它的鮮黃色外殼，但外殼制造也是生產(chǎn)過程中的主要瓶頸之一。例如，K2系列清洗機的外殼由六臺注塑成型機生產(chǎn)，每臺每天可制造1,496個，但遠遠不夠。因為K?rcher擁有四條裝配生產(chǎn)線，每日的K2高壓清洗機組裝量可達12,000臺。
K?rcher高壓清洗機
添置更多的注塑成型機顯然是一種選擇，但在協(xié)調(diào)員LeopoldHoffer看來可以通過挖掘現(xiàn)有設(shè)備潛力來提高生產(chǎn)效率?！拔覀兊哪繕?biāo)是將成型周期從52秒縮短為40到42秒之間?！睘榇怂?lián)系了LBC Engineering公司(已被雷尼紹收購)，尋求縮短模具冷卻時間的方法。
解決方案
“項目第一階段是獲取現(xiàn)有模具數(shù)據(jù)，以確定目標(biāo)是否可行，”K?rcher的雷尼紹項目協(xié)調(diào)人Carlo Hüsken回憶。利用K?rcher提供的數(shù)據(jù)繪制出注塑成型工序的熱成像圖，然后采用Cadmould? 3D-F模擬軟件進行分析。結(jié)果表明，在52秒的整個成型周期內(nèi)，冷卻時間就占到22秒。接下來，雷尼紹對熱成像過程中檢測到的熱點進行重點建模。利用這些數(shù)據(jù)，雷尼紹完成了一次含有20個成型周期的數(shù)據(jù)模擬。
第二次模擬時，改進了噴嘴側(cè)的溫度控制方式，通過在噴嘴側(cè)的模具板內(nèi)加入兩條傳統(tǒng)的冷卻水道，加大對模具板上的鈹銅圓形螺紋接頭的冷卻效果。
隨后，又進行兩次模擬，以此評估當(dāng)應(yīng)用隨形冷卻時可能獲得的潛在改進。傳統(tǒng)的模具冷卻方式是在模具中鉆孔，形成網(wǎng)狀冷卻液通道，但其幾何形狀會受到限制，對復(fù)雜模具，冷卻效果會大打折扣。采用隨形冷卻方式的模芯，使用金屬增材制造方法，這類模芯是利用增材方式逐層加工出，冷卻液通道的復(fù)雜性幾乎不受限制。一般，模具內(nèi)的隨形冷卻通道可保持與模具壁的距離均等，冷卻效果更均勻;或在模具內(nèi)熱點集中的區(qū)域，加大隨形冷卻通道的密集度，為這些區(qū)域提供更快速的冷卻。
模擬過程顯示，采用隨形冷卻后，幾乎所有熱點區(qū)域的冷卻效率均可得到有效提升，模具壁的溫度降低多達70°C。
根據(jù)模擬結(jié)果，雷尼紹為K?rcher提出了一個全面的改進方案，指出隨形冷卻可用于改進模具中熱點區(qū)域的溫度控制，從而使各個部分的冷卻速率更均勻，并減少整體冷卻時間。修改后的模具設(shè)計加入了兩個增材制造的模芯，可向確定的熱點區(qū)域提供隨形冷卻功能。
結(jié)果
制造中的K2高壓清洗機外殼，圖片來源:Gogoll
雷尼紹使用熱成像技術(shù)檢查了修改后的模具設(shè)計的效果，確認模具壁的溫度可降低40°C至70°C，冷卻時間可從22秒縮短至10秒，減少了55%。K?rcher注塑技術(shù)團隊也通過實際生產(chǎn)證明，新的模具設(shè)計加上對一些外圍工藝的重新調(diào)整，可將成型周期從52秒縮短至37秒。每臺注塑成型機的外殼日產(chǎn)量可從1,496個增加至2,101個。
隨后，K?rcher對其他模具的設(shè)計也進行了改進。雷尼紹使用增材制造技術(shù)生產(chǎn)了這些具有隨形冷卻功能的模芯。
就我們的案例而言，它既涉及傳統(tǒng)冷卻技術(shù)，又涉及隨形冷卻技術(shù)，既包含傳統(tǒng)方式加工的冷卻液通道，又包含采用增材制造方式加工的模芯，同時還涉及模芯的真空釬焊技術(shù)，”Hoffer先生道，“利用所有這些技術(shù)，我們才能制定出最合適的生產(chǎn)方案。”
（轉(zhuǎn)載）
