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圖1 模具自動隨形水路設(shè)計進(jìn)化過程 創(chuàng)成云的隨形水路自動生成模塊，可以通過云端上傳模型，平臺智能快速全面解析三維數(shù)據(jù)，允許工程師根據(jù)設(shè)計需求編輯和調(diào)整技術(shù)參數(shù)，定義好設(shè)計參數(shù)后，平臺將由AI自動算法完成水路設(shè)計工作，取代傳統(tǒng)人工繪制水路的設(shè)計方式，快速生成隨形水路方案，交互界面可以展示整個自動化水路生成過程。

▲智能連桿曲線設(shè)計動圖來源：安世亞太模具隨形水路智能化自動設(shè)計：隨形水路是增材制造模具獨有的冷卻結(jié)構(gòu)，它可以顯著提升模具成型零件的質(zhì)量。隨形水路形狀不規(guī)則，每種零件的模具的隨形水路形狀都不同，用傳統(tǒng)CAD繪圖方法設(shè)計隨形水路非常費力耗時。安世亞太智能化隨形水路自動設(shè)計算法則免去了手工繪圖，設(shè)計效率可提升20~100倍。

同時，熱沖壓成形過程中不同溫度下鋼板的成形極限、流動應(yīng)力本構(gòu)模型、鋼板與模具間摩擦系數(shù)差別很大。因此，熱沖壓成形后性能、尺寸除與熱成形鋼板有關(guān)外，還與熱沖壓生產(chǎn)線、模具、熱沖壓工藝等因素相關(guān)。

應(yīng)用方法：傳統(tǒng)冷卻水路設(shè)計受限于加工方式，常常無法考慮幾何本身的需求，而使冷卻受熱不均，造成翹曲 變形以及過長的冷卻時間，使得生產(chǎn)成本增加，目前利用 3D 金屬列印的加工方式，可以列印復(fù)雜的模具以及 隨形水路，讓冷卻水管可貼近成品表面，讓溫度的熱傳快速，則可縮小溫度范圍，降低冷卻時間，并且提高品 質(zhì)同時可大大降低生產(chǎn)成本，好的設(shè)計讓冷卻快速，溫度分布均勻生產(chǎn)周期越短。

圖2 有限元模型 2.2 板料模型及參數(shù)設(shè)計汽車B柱內(nèi)板設(shè)計材料為22MnB5高強(qiáng)度鋼，根據(jù)材料的各向同性可知，材料模型有*MAT_ELASTIC_PLASTIC_THERMAL(#4)和*MAT_ELASTIC_VISCOPLASTIC_THREMAL(#106)2種模型可選，同時還需要考慮材料在熱沖壓成形過程中熱力耦合和組織轉(zhuǎn)變下彈性變形，使用#106材料模型能更加準(zhǔn)確反映材料性能與溫度變化的關(guān)系

MPE數(shù)位學(xué)習(xí)系統(tǒng)先進(jìn)成型技術(shù)新世代電子束加工技術(shù)（EBM）脈沖水路清洗劑【Mold Channel Cleaner】金屬3D打印（3DP）Mucell?微發(fā)泡技術(shù)隨形水路高效灌嘴隨形水路鑲件模仁碟式微成型機(jī)【MicroMolding Machine】先進(jìn)檢測技術(shù)應(yīng)力偏光儀【Stress Viewer】鎖模力問題解析與解決方案

但異型水路制作成本較高，需要搭配精確的模擬分析以提高應(yīng)用普及度。本研究建立一測試系統(tǒng)，監(jiān)控模具溫度場及流場，并根據(jù)實際熱傳效能來輔助模型建立與參數(shù)設(shè)定，提高異型水路的設(shè)計效能。

冷/熱流道澆口 (Cold/Hot Runner Gate)：類似冷/熱流道，但具有不同澆口設(shè)計和相應(yīng)的尺寸參數(shù)。 冷卻水路 (Cooling Channel)：定義冷卻水路配置，并提供截面尺寸，還提供其他類型的冷卻水路組件，例如隔板式。請確保每條線定義的冷卻水路末端正確連接，且無干涉。 加熱棒 (Heating Rod)：類似于冷卻水路，主要加熱棒用于加熱而不是吸收熱量。

此外，Moldex3D所提供的纖維、熱傳與流動分析洞察，有助于厘清問題根因（如積熱位置），并驗證最終設(shè)計。最重要的是，在模具制造前就能先透過Moldex3D驗證所有優(yōu)化數(shù)據(jù)指針，有效降低制造風(fēng)險并減少量產(chǎn)成本。圖三、考慮兩種替代澆口配置，并采用NL-PCA所選定之四項目標(biāo)條件下，經(jīng)多目標(biāo)演化算法所獲結(jié)果

在模具熱邊界設(shè)定頁簽中可以設(shè)定熔膠與模穴壁面的熱交換作用。將模穴熱傳部分選取由熱傳系數(shù)并手動調(diào)整參數(shù)。減少流動參數(shù) (依數(shù)值：3000 W/m^2K) 代表著小塑件的快速充填條件，接著點選確認(rèn)即可。 設(shè)定冷卻成型條件 接著換到冷卻設(shè)定頁簽并點選冷卻水路/加熱棒進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的設(shè)定。

熱沖壓加工 從加熱爐出來的板料會迅速被機(jī)械手夾鉗送至熱成型模具型腔進(jìn)行沖壓加工，熱成型模具相比冷沖壓模具關(guān)鍵區(qū)別在于多了水路冷卻系統(tǒng)，保壓冷卻的過程中（淬火），板料的金相組織會完全變?yōu)轳R氏體組織。馬氏體組織的強(qiáng)度、硬度非常高，熱成型件的抗拉強(qiáng)度可達(dá)1500MPa，零件表面硬度可達(dá)到52HRC。 4.

在模具熱邊界設(shè)定頁簽中可以設(shè)定熔膠與模穴壁面的熱交換作用。將模穴熱傳部分選取由熱傳系數(shù)并手動調(diào)整參數(shù)。減少流動參數(shù) (依數(shù)值：3000 W/m^2K) 代表著小塑件的快速充填條件，接著點選確認(rèn)即可。設(shè)定冷卻成型條件接著換到冷卻設(shè)定頁簽并點選冷卻水路/加熱棒進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的設(shè)定。

采用多孔介質(zhì)模型等效替代了具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的換熱器部件，采用虛擬風(fēng)扇域替代了實際風(fēng)扇的動態(tài)運動特性。

? 模溫控制模溫控制是透過冷卻液與模具之間熱量交換，藉由冷卻液流動強(qiáng)制使模具與冷卻液溫度相同，這熱傳現(xiàn)象可用以下數(shù)學(xué)式表示：其中hf 為熱對流系數(shù)，Tw 為冷卻液與模座交界面溫度，Tc 為冷卻液溫度，Nu 為紐賽爾數(shù) (Nusselt number) ，do 為濕周長 (Wetted perimeter)，k 為熱傳導(dǎo)系數(shù)。

Moldex3D Mesh 前處理 (Pre-Processing in Moldex3D Mesh) 在設(shè)定任何熱澆道組件之前，需先建立一般含塑件、流道、冷卻水路及模座的網(wǎng)格模型，請參閱下圖。 一般網(wǎng)格模型 建立網(wǎng)格模型之后，用戶能開始匯入熱澆道組件的幾何，如熱澆道金屬、加熱線圈等，并根據(jù)匯入的幾何產(chǎn)生表面網(wǎng)格。

隔板與噴泉式水路 ?隔板式水路 這種水路組件是在水管孔洞中，放入一個隔板，將圓形的孔洞隔成兩個半圓形水管。隔板式水路通常被用來冷卻塑件中心卻沒有足夠的空間鉆出U形水路。 ?噴流式水路 類似隔板式水路，這種水路組件是在鉆出的圓孔中，在孔內(nèi)再放入一根圓管，流體先流進(jìn)圓管內(nèi)，再從環(huán)形管流出。噴流式水路通常被用來冷卻塑件中心卻沒有足夠的空間鉆出U形水路。

[3] 王泌寶.汽車B柱加強(qiáng)板熱沖壓工藝的遺傳算法多目標(biāo)優(yōu)化[J].鍛壓技術(shù)，2021,46(05):46-52.[4] 雷艷惠，趙芳霞.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋁合金機(jī)械圓盤沖鍛工藝優(yōu)化[J].熱加工工藝，2021,50(05):102-105.[5] 劉建超，張寶忠.沖壓模具設(shè)計與制造[M].北京：高等教育出版社，2010.

最近，Pereira建立了熱力耦合沖壓過程數(shù)值仿真，揭示了DP780冷沖壓成形的界面摩擦熱和塑性變形熱分布特征。目前，為了更為精確計算板料―模具界面接觸壓力，大多數(shù)是采用細(xì)小的實體單元等技術(shù)處理，這種精細(xì)仿真模型，雖然保證了計算精度，但也大大增加計算耗時，這種仿真模型難以滿足沖壓工程需求。

將澆口沖蝕易損位置制成鎢鋼材料3D打印鑲件，并增加隨形內(nèi)冷，既能夠較大程度保證模芯壽命，同時也帶來了很大的維護(hù)便利性。? 亮點二：雙螺旋冷卻水路。通過澆口套螺旋水路的設(shè)計，可以穩(wěn)定澆口套溫度，改善沖頭在推動鋁液高速運動過程中的穩(wěn)定性、確保產(chǎn)品的品質(zhì)與生產(chǎn)的穩(wěn)定性，延長料套使用壽命。? 亮點三：滑塊延時開模。

? 模溫控制模溫控制是透過冷卻液與模具之間熱量交換，藉由冷卻液流動強(qiáng)制使模具與冷卻液溫度相同，這熱傳現(xiàn)象可用以下數(shù)學(xué)式表示： 其中hf 為熱對流系數(shù)，Tw 為冷卻液與模座交界面溫度，Tc 為冷卻液溫度，Nu 為紐賽爾數(shù) (Nusselt number) ，do 為濕周長 (Wetted perimeter)，k 為熱傳導(dǎo)系數(shù)。