그들은 무엇을 하나요?
배플과 버블러는 일반적으로 냉각이 부족한 영역으로 냉각수 흐름을 전환하는 냉각 라인의 일부입니다. 냉각 채널은 일반적으로 몰드 캐비티와 코어를 통해 드릴로 뚫습니다. 그러나 금형은 일반 냉각 채널을 수용하기에는 너무 멀리 떨어진 영역으로 구성될 수 있습니다. 이러한 영역을 나머지 부품과 균일하게 냉각하는 다른 방법으로는 아래 그림과 같이 배플, 버블 러 또는 써멀 핀을 사용하는 방법이 있습니다.
그림 1. 배플, 버블러 및 써멀 핀
배플
배플은 실제로 주 냉각 라인에 수직으로 뚫린 냉각 채널로, 하나의 냉각 통로를 두 개의 반원형 채널로 분리하는 블레이드가 있습니다. 냉각수는 주 냉각 라인에서 블레이드의 한쪽으로 흐르다가 팁을 돌아 배플의 반대편으로 돌아간 다음 다시 주 냉각 라인으로 흐릅니다.
이 방법은 냉각수에 최대 단면을 제공하지만 디바이더를 중앙에 정확히 장착하기는 어렵습니다. 냉각 효과와 그에 따른 코어 한쪽의 온도 분포가 다른 쪽의 온도 분포와 다를 수 있습니다. 배플을 형성하는 금속 시트를 비틀면 제조에 관한 한 경제적 인 솔루션의 이러한 단점을 제거 할 수 있습니다. 예를 들어, 그림 2 아래 그림과 같이 나선형 배플은 나선 형태로 냉각수를 팁으로 전달하고 다시 나선형으로 되돌려줍니다. 직경 12~50mm에 유용하며 매우 균일한 온도 분포를 제공합니다. 배플의 또 다른 논리적인 개발은 아래 그림 2와 같이 단일 또는 이중 비행 나선형 코어입니다.
그림 2. (왼쪽) 나선 배플. (오른쪽) 나선형 배플.
버블러
버블 러는 블레이드가 작은 튜브로 교체된다는 점을 제외하면 배플과 유사합니다. 냉각수는 분수처럼 튜브의 아래쪽으로 흐르고 위쪽에서 "거품"을 일으킵니다. 그런 다음 냉각수는 튜브 바깥쪽으로 흘러내려 냉각 채널을 통해 계속 흐르게 됩니다.
가느다란 코어를 가장 효과적으로 냉각하는 방법은 버블 러를 사용하는 것입니다. 두 단면의 흐름 저항이 동일하도록 두 직경의 직경을 조정해야 합니다. 이를 위한 조건은 다음과 같습니다:
내경/외경 = 0.707
버블 러는 시중에서 구입할 수 있으며 아래 그림 3과 같이 일반적으로 코어에 나사로 고정됩니다. 직경이 최대 4mm인 경우 배출구의 단면을 넓히기 위해 튜브의 끝을 경사지게 해야 하며, 이 기술은 그림 3에 설명되어 있습니다. 버블러는 코어 냉각뿐만 아니라 드릴링 또는 밀링 채널을 장착할 수 없는 평평한 금형 섹션을 냉각하는 데에도 사용할 수 있습니다.
그림 3. (왼쪽) 코어에 나사로 고정된 버블러. (오른쪽) 배출구를 확대하기 위해 경사진 버블러
참고: 배플과 버블러는 모두 흐름 영역이 좁기 때문에 흐름 저항이 증가합니다. 따라서 이러한 장치의 크기를 설계할 때 주의를 기울여야 합니다. 배플과 버블러 모두의 흐름 및 열 전달 거동은 C-MOLD 냉각 해석을 통해 쉽게 모델링하고 분석할 수 있습니다.
감열 핀
써멀 핀은 배플과 버블 러의 대안입니다. 유체로 채워진 밀폐된 실린더입니다. 그림 4와 같이 유체는 공구강에서 열을 끌어당기면서 기화되고 냉각수로 열을 방출하면서 응축됩니다. 열 핀의 열 전달 효율은 구리 튜브의 거의 10배에 달합니다. 열 전도를 원활하게 하려면 써멀 핀과 금형 사이에 에어 갭이 생기지 않도록 하거나 전도성이 높은 실란트로 채우세요.
그림 4. 써멀 핀 열 전달 효율
슬림한 코어 냉각
직경이나 폭이 매우 작은 경우(3mm 미만) 공랭식 냉각만 가능합니다. 공기는 그림 5와 같이 금형을 여는 동안 외부에서 코어로 불어넣거나 내부에서 중앙 구멍을 통해 흐릅니다. 물론 이 절차에서는 정확한 금형 온도를 유지할 수 없습니다.
그림 5. 슬림 코어의 공랭식 냉각
구리 또는 베릴륨-구리 소재와 같이 열전도율이 높은 소재의 인서트를 사용하면 얇은 코어(5mm 미만의 코어)를 더 효과적으로 냉각할 수 있습니다. 이 기술은 아래 그림 6에 설명되어 있습니다. 이러한 인서트는 코어에 압입되고 가능한 한 큰 단면을 가진 베이스와 함께 냉각 채널로 확장됩니다.
그림 6: 열 전도성이 높은 소재를 사용하여 슬림한 코어를 냉각하는 방법
대형 코어 냉각
코어 직경이 큰 경우(40mm 이상) 절삭유의 확실한 이송이 보장되어야 합니다. 이는 그림 7과 같이 절삭유가 중앙 보어를 통해 코어의 끝에 도달한 후 나선형으로 원주까지, 그리고 코어와 인서트 사이를 나선형으로 배출구까지 유도하는 인서트를 사용하여 수행할 수 있습니다. 이 설계는 코어를 상당히 약화시킵니다.
그림 7. 대형 코어 냉각을 위한 헬리컬 배플 사용
냉각 실린더 코어
실린더 코어 및 기타 원형 부품의 냉각은 아래 그림과 같이 이중 나선으로 수행해야 합니다. 냉각수는 한 나선의 코어 팁으로 흐르고 다른 나선으로 되돌아갑니다. 설계상의 이유로 이 경우 코어의 벽 두께는 최소 3mm 이상이어야 합니다.
그림 8. 중앙 버블러가 있는 더블 헬릭스
그들은 무엇을 하나요?
배플과 버블러는 일반적으로 냉각이 부족한 영역으로 냉각수 흐름을 전환하는 냉각 라인의 일부입니다. 냉각 채널은 일반적으로 몰드 캐비티와 코어를 통해 드릴로 뚫습니다. 그러나 금형은 일반 냉각 채널을 수용하기에는 너무 멀리 떨어진 영역으로 구성될 수 있습니다. 이러한 영역을 나머지 부품과 균일하게 냉각하는 다른 방법으로는 아래 그림과 같이 배플, 버블 러 또는 써멀 핀을 사용하는 방법이 있습니다.
그림 1. 배플, 버블러 및 써멀 핀
배플
배플은 실제로 주 냉각 라인에 수직으로 뚫린 냉각 채널로, 하나의 냉각 통로를 두 개의 반원형 채널로 분리하는 블레이드가 있습니다. 냉각수는 주 냉각 라인에서 블레이드의 한쪽으로 흐르다가 팁을 돌아 배플의 반대편으로 돌아간 다음 다시 주 냉각 라인으로 흐릅니다.
이 방법은 냉각수에 최대 단면을 제공하지만 디바이더를 중앙에 정확히 장착하기는 어렵습니다. 냉각 효과와 그에 따른 코어 한쪽의 온도 분포가 다른 쪽의 온도 분포와 다를 수 있습니다. 배플을 형성하는 금속 시트를 비틀면 제조에 관한 한 경제적 인 솔루션의 이러한 단점을 제거 할 수 있습니다. 예를 들어, 그림 2 아래 그림과 같이 나선형 배플은 나선 형태로 냉각수를 팁으로 전달하고 다시 나선형으로 되돌려줍니다. 직경 12~50mm에 유용하며 매우 균일한 온도 분포를 제공합니다. 배플의 또 다른 논리적인 개발은 아래 그림 2와 같이 단일 또는 이중 비행 나선형 코어입니다.
그림 2. (왼쪽) 나선 배플. (오른쪽) 나선형 배플.
버블러
버블 러는 블레이드가 작은 튜브로 교체된다는 점을 제외하면 배플과 유사합니다. 냉각수는 분수처럼 튜브의 아래쪽으로 흐르고 위쪽에서 "거품"을 일으킵니다. 그런 다음 냉각수는 튜브 바깥쪽으로 흘러내려 냉각 채널을 통해 계속 흐르게 됩니다.
가느다란 코어를 가장 효과적으로 냉각하는 방법은 버블 러를 사용하는 것입니다. 두 단면의 흐름 저항이 동일하도록 두 직경의 직경을 조정해야 합니다. 이를 위한 조건은 다음과 같습니다:
내경/외경 = 0.707
버블 러는 시중에서 구입할 수 있으며 아래 그림 3과 같이 일반적으로 코어에 나사로 고정됩니다. 직경이 최대 4mm인 경우 배출구의 단면을 넓히기 위해 튜브의 끝을 경사지게 해야 하며, 이 기술은 그림 3에 설명되어 있습니다. 버블러는 코어 냉각뿐만 아니라 드릴링 또는 밀링 채널을 장착할 수 없는 평평한 금형 섹션을 냉각하는 데에도 사용할 수 있습니다.
그림 3. (왼쪽) 코어에 나사로 고정된 버블러. (오른쪽) 배출구를 확대하기 위해 경사진 버블러
참고: 배플과 버블러는 모두 흐름 영역이 좁기 때문에 흐름 저항이 증가합니다. 따라서 이러한 장치의 크기를 설계할 때 주의를 기울여야 합니다. 배플과 버블러 모두의 흐름 및 열 전달 거동은 C-MOLD 냉각 해석을 통해 쉽게 모델링하고 분석할 수 있습니다.
감열 핀
써멀 핀은 배플과 버블 러의 대안입니다. 유체로 채워진 밀폐된 실린더입니다. 그림 4와 같이 유체는 공구강에서 열을 끌어당기면서 기화되고 냉각수로 열을 방출하면서 응축됩니다. 열 핀의 열 전달 효율은 구리 튜브의 거의 10배에 달합니다. 열 전도를 원활하게 하려면 써멀 핀과 금형 사이에 에어 갭이 생기지 않도록 하거나 전도성이 높은 실란트로 채우세요.
그림 4. 써멀 핀 열 전달 효율
슬림한 코어 냉각
직경이나 폭이 매우 작은 경우(3mm 미만) 공랭식 냉각만 가능합니다. 공기는 그림 5와 같이 금형을 여는 동안 외부에서 코어로 불어넣거나 내부에서 중앙 구멍을 통해 흐릅니다. 물론 이 절차에서는 정확한 금형 온도를 유지할 수 없습니다.
그림 5. 슬림 코어의 공랭식 냉각
구리 또는 베릴륨-구리 소재와 같이 열전도율이 높은 소재의 인서트를 사용하면 얇은 코어(5mm 미만의 코어)를 더 효과적으로 냉각할 수 있습니다. 이 기술은 아래 그림 6에 설명되어 있습니다. 이러한 인서트는 코어에 압입되고 가능한 한 큰 단면을 가진 베이스와 함께 냉각 채널로 확장됩니다.
그림 6: 열 전도성이 높은 소재를 사용하여 슬림한 코어를 냉각하는 방법
대형 코어 냉각
코어 직경이 큰 경우(40mm 이상) 절삭유의 확실한 이송이 보장되어야 합니다. 이는 그림 7과 같이 절삭유가 중앙 보어를 통해 코어의 끝에 도달한 후 나선형으로 원주까지, 그리고 코어와 인서트 사이를 나선형으로 배출구까지 유도하는 인서트를 사용하여 수행할 수 있습니다. 이 설계는 코어를 상당히 약화시킵니다.
그림 7. 대형 코어 냉각을 위한 헬리컬 배플 사용
냉각 실린더 코어
실린더 코어 및 기타 원형 부품의 냉각은 아래 그림과 같이 이중 나선으로 수행해야 합니다. 냉각수는 한 나선의 코어 팁으로 흐르고 다른 나선으로 되돌아갑니다. 설계상의 이유로 이 경우 코어의 벽 두께는 최소 3mm 이상이어야 합니다.
그림 8. 중앙 버블러가 있는 더블 헬릭스
금형 제품
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