Ce fac ei?

Deflectoarele și bulele sunt secțiuni ale conductelor de răcire care deviază fluxul de agent de răcire în zone care, în mod normal, nu ar fi răcite. Canalele de răcire sunt de obicei forate prin cavitatea și miezul matriței. Cu toate acestea, matrița poate fi alcătuită din zone prea îndepărtate pentru a găzdui canale de răcire obișnuite. Metodele alternative pentru răcirea acestor zone în mod uniform cu restul piesei implică utilizarea de baffles, Bubblers sau pini termici, după cum se arată mai jos.

FIGURA 1. Baffle, bubbler și pin termic

Baffles

Un deflector este de fapt un canal de răcire forat perpendicular pe conducta principală de răcire, cu o lamă care separă un pasaj de răcire în două canale semicirculare. Lichidul de răcire curge într-o parte a lamei din conducta principală de răcire, se întoarce în jurul vârfului pe cealaltă parte a deflectorului, apoi curge înapoi în conducta principală de răcire.

Această metodă asigură secțiuni transversale maxime pentru lichidul de răcire, dar este dificil să se monteze separatorul exact în centru. Efectul de răcire și, prin urmare, distribuția temperaturii pe o parte a miezului pot fi diferite de cele de pe cealaltă parte. Acest dezavantaj al unei soluții altfel economice, în ceea ce privește fabricarea, poate fi eliminat dacă foaia de metal care formează deflectorul este răsucită. De exemplu, deflectorul elicoidal, prezentat în figura 2 de mai jos, transportă agentul de răcire spre vârf și înapoi sub forma unei elice. Este util pentru diametre cuprinse între 12 și 50 mm și asigură o distribuție foarte omogenă a temperaturii. O altă evoluție logică a deflectoarelor sunt miezurile spiralate cu zbor simplu sau dublu, așa cum se arată în figura 2 de mai jos.

FIGURA 2. (Stânga) Deflector elicoidal. (Dreapta) Deflector spiralat.

Bubbles

Un bubbler este similar cu un deflector, cu excepția faptului că lama este înlocuită cu un tub mic. Agentul de răcire curge în partea de jos a tubului și "bolborosește" prin partea de sus, la fel ca într-o fântână. Lichidul de răcire curge apoi în jos în jurul exteriorului tubului pentru a-și continua curgerea prin canalele de răcire.

Răcirea cea mai eficientă a miezurilor subțiri se realizează cu ajutorul bulelor. Diametrul ambelor trebuie să fie ajustat astfel încât rezistența la curgere în ambele secțiuni transversale să fie egală. Condiția pentru aceasta este:

Diametru interior / Diametru exterior = 0,707

Bulgărele sunt disponibile în comerț și sunt de obicei înșurubate în miez, așa cum se arată în figura 3 de mai jos. Până la un diametru de 4 mm, tubulatura trebuie să fie tivită la capăt pentru a mări secțiunea transversală a ieșirii; această tehnică este ilustrată în figura 3. Bubblers pot fi utilizate nu numai pentru răcirea miezului, ci sunt, de asemenea, pentru răcirea secțiunilor plate ale matriței, care nu pot fi echipate cu canale forate sau frezate.

FIGURA 3. (Stânga) Bubblers înșurubate în miez. (Dreapta) Bubbler conic pentru a mări ieșirea

NOTĂ: Deoarece atât deflectoarele, cât și bublerii au zone de curgere înguste, rezistența la curgere crește. Prin urmare, trebuie să se acorde atenție la proiectarea dimensiunii acestor dispozitive. Comportamentul fluxului și al transferului de căldură atât pentru deflectoare cât și pentru barbotoare poate fi ușor modelat și analizat prin analiza C-MOLD Cooling.

Pini termici

Un pin termic este o alternativă la deflectoare și bubler. Este un cilindru etanș umplut cu un fluid. Fluidul se vaporizează pe măsură ce extrage căldura din oțelul de scule și se condensează pe măsură ce eliberează căldura către lichidul de răcire, după cum se arată în figura 4. Eficiența transferului de căldură a unui știft termic este de aproape zece ori mai mare decât a unui tub de cupru. Pentru o bună conducție a căldurii, evitați un gol de aer între știftul termic și matriță sau umpleți-l cu un material de etanșare foarte conductiv.

FIGURA 4. Eficiența transferului de căldură al știftului termic

Răcirea miezurilor subțiri

În cazul în care diametrul sau lățimea sunt foarte mici (mai puțin de 3 mm), numai răcirea cu aer este posibilă. Aerul este suflat în miezuri din exterior în timpul deschiderii matriței sau curge prin gaura centrală din interior, așa cum se arată în figura 5. Această procedură, desigur, nu permite menținerea unei temperaturi exacte a matriței.

FIGURA 5. Răcirea cu aer a unui miez subțire

Răcirea mai bună a miezurilor subțiri (cele care măsoară mai puțin de 5 mm) se realizează prin utilizarea unor inserții realizate din materiale cu conductivitate termică ridicată, cum ar fi materialele din cupru sau beriliu-cupru. Această tehnică este ilustrată în figura 6 de mai jos. Astfel de inserții sunt montate prin presare în miez și se extind cu baza lor, care are o secțiune transversală cât mai mare posibil, într-un canal de răcire.

FIGURA 6. Utilizarea unui material cu conductivitate termică ridicată pentru a răci un miez subțire

Răcirea nucleelor mari

Pentru diametrele mari ale miezului (40 mm și mai mari), trebuie asigurat un transport pozitiv al agentului de răcire. Acest lucru poate fi realizat cu inserții în care agentul de răcire ajunge la vârful miezului printr-un orificiu central și este condus printr-o spirală până la circumferința acestuia, iar între miez și inserție în mod elicoidal până la ieșire, după cum se arată în figura 7. Acest model slăbește semnificativ miezul.

FIGURA 7. Utilizarea unui deflector elicoidal pentru răcirea miezului mare

Răcirea miezurilor cilindrilor

Răcirea miezurilor cilindrilor și a altor piese rotunde ar trebui să se facă cu o spirală dublă, așa cum se arată mai jos. Lichidul de răcire curge spre vârful miezului într-un helix și se întoarce în alt helix. Din motive de proiectare, grosimea peretelui miezului trebuie să fie de cel puțin 3 mm în acest caz.

FIGURA 8. Spirală dublă cu bubbler central