應用擴散焊接技術實現模具2.5D隨形冷却水道的製造.pdf

應用擴散焊接技術實現模具2.5D隨形 冷却水道的製造 彭泓博士 顧問 香港生産力促進局 電話: 852 傳真: 852 電郵: wangpang@hkpc.org 模具隨形冷却技術 Conformal Cooling 因傳統機械加工的限制，模具冷却運水的設計及 製造只能局限于簡單的形狀，因而末能大幅縮短 注塑成型的周期時間，改善注塑的固有缺陷 模具隨形冷却水道的好處: ? 减除注射缺陷 (如不均勻收縮及變形) ? 提升模具降溫成效 ? 縮短壓鑄或注塑周期 ? 模具産能提升 ? 减少複模及注塑機及外圍設備數目 模具隨形冷却技術 Conformal Cooling 擴散焊接Diffusion Bonding (2.5D) 金屬粉末激光燒結Direct Metal Laser Sintering (DMLS) (3D) 3D模擬仿真分析軟件 應用擴散焊接技術實現2.5D隨形冷却水道 ? 香港生産力促進局 (HKPC) 引入德國擴散焊接技術 ? 用于不同金屬，或金屬與陶瓷的焊接 擴散焊接簡介及技術原理 ? 于高溫、高壓及真空環境下之「固態焊接技術」 ? 能應用于兩片或以上之金屬材料 ? 接合面和施壓方向須與模面垂直 壓力 Pressure Exerted 擴散焊接簡介及技術原理 擴散焊接簡介及技術原理 ? 無須任何助焊劑粘合劑 ? 無熔合綫 ? 强度跟原材料接近 擴散焊接後 原材料(模具鋼P20) 擴散焊接工件(模具鋼P20) 擴散焊接簡介及技術原理 ? 影響擴散焊接效果的因素 – 表面光潔度 – 表面的氧化物 擴散焊接簡介及技術原理 ? 直接用于不同的金屬，或金屬與陶瓷的焊接 擴散焊接簡介及技術原理 ? 可用于不同金屬，或金屬與陶瓷的焊接 Ceramic ? Silicon nitride- TiN ? Stainless Steel Diffusion Layer Ceramic Intermediate Member 擴散焊接簡介及技術原理 最大溫度 (1400 oC) 最大壓力 (150 Ton) 真空 (1 x 10-6 mbar) 德國製造 擴散焊接技術在隨形冷却水道上的應用 ? 把擴散焊接技術應用于模具製作 ? 對材質、成型參數、材質兼容性、强度等進行 研發及評估 金相分析 防漏測試 ? 確認熔合綫完全消失 ? 氦氣壓力測試 ? 工件不會于焊接面重新斷開 ? 確認异形運水之密封性能 拉力測試 鹽霧測試 ? 强度跟原材料無异 ? 透過鹽霧侵蝕速度對比確認焊接 面無應力效應 擴散焊接應用在隨形冷却水道上的好處 ? 成本相對低廉，