Fallstudie: Conformal Cooling
- Reale Anwendungen in der Fertigung
- Teiledesigns und Produktionsparameter
- Hard-Data-Ausgabe mit ROI-Berechnung
- und weitere Details über eine erfolgreiche Implementierung einer Lösung
Conformal Cooling von DME ist eine kostensparende Lösung mit ausgezeichneter Kosteneffizienz und hervorragenden ROI-Eigenschaften. Es ist eine Lösung für einen hocheffizienten Wärmeaustausch in einem Spritzgießwerkzeug. Conformal Cooling ermöglicht einen effektiven Wärmeaustausch beim Gießen von Teilen mit kompliziertem Design oder anderen schwierigen Eigenschaften. Die vorgestellten Beispiele sind reale Anwendungen der Lösung.
Fallstudie 1: Globoid
Anwendung und ihre Herausforderungen
Geformter Teil: Globoid mit strukturierter Oberfläche auf beiden Seiten. Spritzgussform mit zwei Kavitäten.
Ziel: Erzielung einer stabilen und effizienten Produktionsleistung für globoidförmige Teile.
Herausforderung:
- Grenzen der CNC-gefrästen Kühlsysteme
- Inhomogene Kühlung aufgrund der globoiden Form
Die Folgen:
- Oft längere Kühlzeiten
- Erhöhte Ausschussrate der Teile
Aufgabe vor uns
Behebung von Abkühlungsproblemen, die durch einen suboptimalen Wärmeaustausch in der Form verursacht wurden. Dies führte zu einer längeren Kühlzeit und schlechteren CPK-Werten, zusammen mit einer höheren Ausschussrate. Die CNC-Bearbeitung stieß bei dieser Form an ihre Grenzen und der Werkzeughersteller war nicht in der Lage, bessere Kühlmittelkanäle für eine höhere Effizienz einzubauen.
Lösung
Optimierte Kühlkanäle durch den Einsatz der Conformal Cooling Technologie. Zusätzliche Kanäle, die nur etwa 4 mm von der Oberfläche der Kavität entfernt sind und so positioniert sind, dass sie problematische Bereiche der Form abdecken, führten zu erheblichen Verbesserungen bei der Zykluszeit und der Teilequalität.
Aufgrund der messbaren Verbesserungen konnte der Formenbauer die Gesamteinsparungen durch konform gekühlte Formhöhlen berechnen.
Daten-Tabelle
Ergebnisse und ROI:
Berechnet auf einer Produktionsmenge von 300 000 Stück eines Teils.
Conformal Cooling Investition: EUR 4200
Verkürzte Zykluszeit um 32% ergibt: Gesamteinsparung: (129 - 87 Tage) x 24 Stunden x EUR 100/h = EUR 100 800/Los Tägliche Einsparungen: EUR 100 800 / 87 Tage = EUR 1 159/Tag
Amortisation: EUR 4 200 / EUR 1 159 = 3,62 Tage x 3 428 Stück/Tag = bereits mit 12 422 Stück geformt
Fallstudie 2: Drahtspulen-Housing
Anwendung und ihre Herausforderungen
Ziel: Erreichen einer homogenen und effektiven Kühlung des elektronischen Gehäuses, um wettbewerbsfähig zu bleiben.
Die Herausforderung: Kühlung der Spindelbeine = hohe und dünne Teile, die mit den konventionell bearbeiteten Kühlkanälen nicht gekühlt werden können
Die Folgen:
- Oft längere Kühlzeiten
- Manchmal eine erhöhte Ausschussrate von Teilen
Aufgabe vor uns
Entwurf und Herstellung von Kühleinsätzen, die zwischen die dünnen Wände der spindeldürren Beine passen. Jedes Bein weist aus funktionalen Gründen eine leicht unterschiedliche Struktur auf, so dass für jedes Bein ein anderes Design der Einsätze erforderlich ist. Die Gießerei musste eine kürzere Zykluszeit erreichen und die Ausschussrate senken, aber die herkömmlichen Kühlkreisläufe waren nicht in der Lage, die erforderliche Effizienz zu liefern.
Lösung
Die Conformal Cooling-Lösung von DME konnte Kühleinsätze bereitstellen, die einen deutlich besseren Wärmeaustausch in kritischen Bereichen des Formteils ermöglichen. Durch die schnellere Kühlung konnte der Gießer die Teile bei niedrigerer Temperatur und gleichzeitig besserer Qualität auswerfen.
Dank der messbaren Verbesserungen konnte der Hersteller die Gesamteinsparungen durch konform gekühlte Formhöhlen berechnen.
Daten-Tabelle
Ergebnisse und ROI:
Berechnet auf einer Produktionsmenge von 300 000 Stück eines Teils.
Conformal Cooling Investition: EUR 4 500
Zeitersparnis: 300 000 x 22s / 3 600 x 0,8 = 1 467 Stunden (bei einem Wirkungsgrad von 80%) Gesamte Einsparungen: 1 467h x EUR 100/h = EUR 146 700/Los
Amortisation: EUR 4500 x 300 000 Stück / EUR 146 700 = so früh wie mit nur 9200 Stück geformt
Zusätzlicher Effekt: Erhöhter FPY (First Pass Yield) aufgrund der geringeren Verformung der Schenkel
Wählen Sie Conformal Cooling für die besten Ergebnisse bei anspruchsvollen Anwendungen
Da die Kühlung oft den größten Teil des Formprozesses ausmacht, sollte sie möglichst gut gestaltet werden. Trotzdem wird sie bei der Konstruktion der Formen oft vernachlässigt. Dabei ist sie die beste Möglichkeit, die Gesamteffizienz und die Qualität Ihrer Produktion zu verbessern. Conformal Cooling ist so konzipiert, dass es der Kontur des gefertigten Teils deutlich präziser folgt als herkömmliche Verfahren.
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