加工要訣第29冊
以DED方法，使用冷卻管路來製造壓鑄模具的要訣

壓鑄模具是模具金屬壓鑄方法所用的一種模具類型。顧名思義，壓鑄是一種鑄造方法：鋁或黃銅鎔化，並在高壓下注入精密模具內。因為元件是在高壓下注入模具，金屬能均勻注入到整個模具內。本流程可以製造出薄、形狀複雜的壓鑄產品，而且具備高精密尺寸的高階表面。模具製出後，可以進行快速鑄造週期，因此這個流程是量產的完美選擇。

在另一方面，壓鑄產品在鑄造流程之後的冷卻期間會發生體積收縮的狀況，因內部張力而造成氣體滲透和裂縫。雖然這是壓鑄產品中的共通現象，但是在鑄造流程中將模具冷卻可以預防此現象。若要如此執行，攜帶冷卻水的管路內建於模具中，以保持一致的內部模具溫度。一般冷卻管路是鑽入模具中。但是，此舉需要額外的時間，因為配合複雜模具表面形狀以及額外的設定變更，需要高精度切削科技。依據這項認知，添加物製造科技（以下簡稱為“AM科技”）近來用於沿著模具內的表面來建立內建的冷卻管路。現在我們將檢視以這項AM技術，來加工壓鑄模具的冷卻管路的一些要訣。

製作保形冷卻通道

模具內沿著模造產品表面形狀的冷卻管路稱為保形冷卻通道。運用AM科技，可製造任何形狀的理想保形冷卻通道，以配合複雜模具形狀的模具表面。此舉能提升模具冷卻效率。

澆口核心保形冷卻通道

現在我們將稍微深入AM科技的細節。近幾年來，運用AM科技的許多加工方法紛紛出籠，但我們在此處僅檢視3個主要方法。導向的能量沈積方法（DED方法）：噴嘴提供的粉末狀金屬以雷射來熔合，然後沈積；粉末機床熔合方法（PBF方法）：以雷射熔合粉末金屬床以便沈積；黏著劑噴塗成型方法：在粉末金屬床上沈積樹脂。

PBF方法經常用於建立保形冷卻通道。這方法對於在模具內建立複雜通道是絕佳的選擇。雖然我們體驗過以PBF方法來製作保形冷卻通道，但是還有一些挑戰，例如較長的製造時間，以及缺乏高硬度模具材料的塑形經驗。根據這些理由，我們不認為PBF方法永遠是建立保形冷卻通道的最佳方法。那麼以DED方法來建立保形冷卻通道又如何？

主要的AM方法

以DED方法來製作保形冷卻通道

和切削與PBF方法不同的是，DED方法可將不同類型的粉末組合起來製作模具。應用本技術，可依據應用類型，為模具的每一部分而使用不同的粉末。例如，冷卻線通過的核心部分（中心），可用高導熱銅合金來製造；需要抗磨損和腐蝕的模具表面（表面），則可使用高硬度工具鋼。對於這些應用，成形條件的最佳化非常重要，以確保所有材料都獲得相同的沈積高度，而且兩種不同材料的相交區域不會分離。我們向客戶展示解決方案時，就使用這些領域的專業知識。

依據模具的不同部分而採用不同材料，有可能製造出高硬度模具，而且效能優於具有以切削或PBF方法所製保形冷卻通道的壓鑄模具。

保形冷卻通道生產案例研究

在Fuji CO., Ltd.（埼玉縣川口市），採用DMG MORI LASERTEC 65 DED hybrid來生產冷卻效率提升的模具。如先前所述，高導熱銅合金用於模具的核心部分，但是在此案例中，無法切削核心部分的形狀，所以核心是由加工材料塊來製作。因為切削較快，而且產生精度較高的成果，所以可依據形狀來使用塑形和切削，或交替使用，這就是LASERTEC 65 DED hybrid的主要功能。接著，切削所得核心的內部會被鑽孔，以建立冷卻管路，高硬度模具鋼Ferro 55在完成切削後，於核心的頂端模造。因為HRC-55的Ferro 55硬度可單靠模造來達成，這個方法減少了熱處理流程。

汽缸頭模具

這總結了以AM DED方法，使用冷卻管路來加工壓鑄模具的要訣說明。不僅切削技術能在製造領域中以穩定的進展來提升，添加物技術亦然。在使用不同模具加工和AM技術方面，我們擁有豐富的提升經驗。若您要提升現有的加工方法，或在添加物製造或其他新加工方法方面需要協助，竭誠歡迎您聯繫我們。

• 聯繫DMG MORI工程師