[냉각 채널 설계] 형상적응형(3D프린팅) 설계 가이드

[냉각 채널 설계] 형상적응형(3D프린팅) 설계 가이드

DMLS Conformal Cooling : Direct Metal Laser Sintering 형상 적응형 냉각 시스템

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■Conformal Cooling 설계 Guide

냉각 채널 설계 시 고려 사항.

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구분	내용
DMLS 냉각 적용	DMLS 냉각 적용할 시 냉각의 효과로 냉각 타임, 변형, 성형 불량 등의 효과가 있는지 검토
	두께가 불균일, 깊고 폭이 좁은 제품, 고온 수지, 약 10s 사출 사이클 요구하는 제품, 멀티 캐비티, 대량 양산 제품
	Core, Cavity 분할로 적용, 2종 적층(Hybird)적용 검토, 일체형 적용은 비용상승, 소요시간 등으로 비 권장.
	Sprue Bush-N (설비 노즐 근접), Sprue Bush(제품과 근접) 길고, 중량이 큰 금형에 적용 검토
	Gate Bush(핫트런너) 제품과 근접하는 금형에 적용 검토
냉각 회로 디자인	냉각 채널 회로의 위치가 균일하게 배치되었는지 확인
	동일 냉각 회로에서 원형>원형 형상으로 냉각 설계. (원형>사각 X)
	냉각수 온도 편차, 압력 손실로 열 전달 효율 감소 되지 않도록 과도하게 많은 채널, 긴 채널 설계를 피할 것
	Edge구간이 없도록 모서리는 반드시 Round(Min R0.5이상)로 설계
	Hot Spot 구간이 발생 되지 않도록 균일하게 냉각 채널 설계
	강도 부족으로 크랙이 발생하지 않도록 파이, Pitch 및 Distance 치수는 표준에 의해 설계 할 것
	열처리 경도는 기본 48 +/-2로 하고, 고객 요청 경도 있을 시 고객 Spec에 준해서 설계
	가공 구간은 DMLS 적층 시 80 x 80 일 경우 편측 0.5mm, 초과 시 1~3mm 여유율 적용하여 DMLS작업 도면 작성.
	DMLS 적층 공차는 80 x 80 이내 경우 +/-0.1, 그 외는 +/-0.2
냉각 해석	Reynolds (레이놀즈 수) > Min4,000 ~ 12,000 / 냉각수 온도, 냉각수 압력을 고려해서 난류 검증.
	취출 온도, 냉각 시간, 변형, 수축 등 효율이 있는지 검증
	DMLS MS1 강도 최적화에서 Hole위치는 허용 응력(1,940Mpa)의 항복 응력 35% 이내로 검증 (내압으로 크랙 우려)

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Reynolds (레이놀즈 수) > Min4,000 ~ 10,000

냉각수 온도, 냉각수 압력을 고려해서 난류로 설계

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형상적응형냉각 채널 설계 시 특히 연결 구간이 곡면이어야합니다. 직각으로 설계 시 수압이 올라가고

모서리부분에 스케일(이물)이 계속 쌓여 냉각 홀이 막힐 수 있습니다

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■ 냉각 채널 위치 및 사이즈​

 

[ t ] Part Thickness	[ Ød ] Hole	[ D ] Distance	[ P ] Pitch
t (mm)	Ød / 폭 (mm)	D (mm)	P (mm)
< 1.5	3~6 (최소 1.5~)	1.5 - 2 x Ød (TD 최소 1.5이상)	2-3 x Ød (TP 최소 3.0이상)
< 2.0	6 - 10
< 4.0	8 - 12	1.5 - 2 x Ød (TD 최소 3이상)	2-3 x Ød (TP 최소 6.0이상)
< 6.0	12 - 16

•상기 표 치수는 제품 형상에 따라 다를 수 있으므로 참고 활용.

•( )치수는 고정용 부품 및 GF미포함에 권장함

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▣ 냉각 채널 형상 선정

* 조건 적용 형상은 제품 형상 또는 공간에 따라 적용

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Metal 3D Printing을 이용한 형상적응형냉각 채널 설계 시 특히 연결 구간이 곡면이어야합니다.

직각으로 설계 시 냉각 압력이 올라가고 모서리부분에 스케일(이물)이 계속 쌓여 냉각 홀이 막힐 수

있습니다.

 

 

 

 

"엠쓰리파트너스" 사업 소개

금형 코아 냉각 솔루션 ㅣ 금속 3D프린팅 솔루션 ㅣ QDM 제작.사출 솔루션

홈페이지 : M3파트너스 (m3pn.com)