共形冷却通道，均匀冷却注塑模具和内部塑料部件，长期以来代表了注塑生产的最终生产率目标。精确地符合注塑部件几何形状的冷却通道可以使模制塑料快速，均匀地冷却，从而产生更好的部件质量，更快的循环时间，减少的部件浪费和减少的能量消耗。迄今为止，共形冷却通道仍然只是一个研究思路，因为用于加工模具的传统技术，例如铣削和钻孔，不能产生所需的所有几何形状。然而，波特兰州立大学（PSU）和RapidMade的研究团队，一家位于俄勒冈州波特兰市的3D打印，制造和工程公司，已获得联邦拨款以进行研究和开发，旨在确定如何为注塑行业提供保形冷却通道。PSU学生和团队负责人Christopher Mullens，PSU计算机科学副教授Bart Massey和RapidMade工程总监David Shapiro的研究小组希望利用直接金属激光烧结和3D金属印刷制造技术，逐层创建具有共形冷却通道的模具。“该项目的目标是通过修改现有的可用工具来开发一套工具，以帮助设计和制造注塑模芯的共形冷却通道，”Mullens解释道。“通过保形冷却通道，与非均匀冷却相关的质量问题将消失，整体效率将提高，当RapidMade提供3D金属印刷和激光烧结服务时，该团队需要一个强大的集成开发平台，用于设计，模拟和制造带有共形冷却通道的模芯。该团队选择了SOLIDWORKS注塑解决方案，包括SOLIDWORKS Professional设计，SOLIDWORKS Simulation Premium分析，SOLIDWORKS Flow Simulation计算流体动力学（CFD）分析和SOLIDWORKS Plastics Premium注塑成型模拟和分析软件。“虽然我有使用SOLIDWORKS和RapidMade使用SOLIDWORKS进行日常业务的经验，但我们确实研究过其他解决方案，包括Autodesk®Inventor®和Moldflow®软件，”Mullens回忆道。“我们最感兴趣的是解决方案的适应性，以及SOLIDWORKS CAD。

开发工作流路径
在对注塑行业的现状进行广泛研究后，RapidMade / PSU研究团队开发了一个工作流程自动化路径，使用SOLIDWORKS解决方案来推动增材制造技术，以创建保形塑料注塑模具冷却通道。该过程从创建塑料零件开始，使用SOLIDWORKS Professional软件从模具和冷却通道建模。然后将设计纳入SOLIDWORKS Plastics Premium，以评估熔融塑料如何流入模具，并在材料流动和冷却通道布置方面优化模具设计。SOLIDWORKS Flow Simulation用于分析冷却通道中液体冷却剂的流动如何有效地冷却周围的墙壁，和SOLIDWORKS Simulation Premium软件支持分析整个模具中冷却通道的热效应。仿真结果有助于指导修改并支持设计迭代。

使用SOLIDWORKS Plastics Premium，我们可以优化零件和模具。通过SOLIDWORKS Simulation Premium和SOLIDWORKS Flow Simulation，我们可以解决与冷却通道的放置和制造相关的问题。这些解决方案使我们能够从各个角度进行研究。——克里斯托弗穆伦斯  PSU学生和团队负责人

塑料与模拟：一种有效的组合
SOLIDWORKS Plastics Premium，SOLIDWORKS Simulation Premium和SOLIDWORKS Flow Simulation软件的结合使团队能够更有效地研究虚拟模具中熔融塑料和冷却通道的相互作用。“通过这套SOLIDWORKS分析工具，我们不仅可以简单地验证零件的设计或优化模具几何形状，”Mullens强调说。“我们可以研究塑料随着时间的推移如何冷却，指定模具壁温度作为模拟输入，并在集成建模环境中评估熔融塑料流动中的涡流和剪切。“通过SOLIDWORKS Plastics Premium，我们可以优化零件和模具，”Mullens继续说道。“使用SOLIDWORKS Simulation Premium和SOLIDWORKS Flow Simulation，我们可以解决与冷却通道的放置和制造相关的问题。这些解决方案使我们能够从各个角度进行研究。“ 

应对未来的挑战
研究团队将继续依靠SOLIDWORKS解决方案来应对新出现的挑战，例如冷却通道内表面处理的影响或不同的冶金特性。“我们的目标是想出一种创造出更好的注塑模具的方法，”Mullens指出。“我们预计SOLIDWORKS解决方案将帮助我们克服我们必须面对的障碍，以便我们能够实现目标。”