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德国Alfred Kärcher公司（凯驰）通过在其注塑成型模具中使用具有随形冷却功能的模芯，将每个塑料外壳制品的冷却时间缩短了55%，极大地提高了公司的注塑成型生产效率。这种特殊模芯由雷尼绍设计，并采用金属增材制造技术生产。
背景
德国Alfred Kärcher公司（凯驰）生产的高压清洗机不仅已成为众多德国家庭必备的清洁设备，而且在国际市场上也备受用户青睐 — 这些清洗机的显著特征是其鲜艳醒目的黄色外壳。由于Kärcher高压清洗机的强大功能和良好口碑，无论是室内还是室外，越来越多的人在家庭的日常清洁中使用了Kärcher的产品。
为满足全球市场日益增长的需求，Kärcher每年都要生产数以百万台紧凑型清洗机。每年单是Obersontheim一家工厂的K2标准型高压清洗机的出货量就超过两百万台。然而，即使已实现如此高的产量，Kärcher仍无法满足全部市场需求。
挑战
Kärcher清洗机最具辨识度的特征之一便是它的鲜黄色外壳，但外壳制造同时也是生产过程中的主要瓶颈之一。例如，K2系列清洗机的外壳由六台注塑成型机生产，每台机器每天可制造1,496个外壳，但这一数量对于Kärcher来说远远不够，因为Kärcher拥有四条装配生产线，工人分三班倒不间断生产，所以每日的K2高压清洗机组装量可达12,000台。
显然，一种选择是添置更多的注塑成型机。然而，在协调员Leopold Hoffer看来 — 他是Kärcher的Obersontheim工厂内注塑成型工序的负责人 — 则可以通过挖掘现有设备潜力来提高生产效率。“我们的目标是将成型周期从原来的52秒缩短为40到42秒之间，”他解释说。为此他联系了总部位于Pliezhausen的LBC Engineering公司（该公司已于2013年5月被雷尼绍收购），寻求缩短模具冷却时间的方法。
解决方案
“项目的第一阶段是获取现有模具的数据，以此确定Kärcher提出的目标是否可行，”Kärcher的雷尼绍项目协调人Carlo Hüsken回忆说。雷尼绍利用Kärcher提供的数据绘制出现有注塑成型工序的热成像图，然后采用Cadmould® 3D-F模拟软件进行分析。结果表明，塑材的熔化温度为220°C，脱模温度为 100°C，而在52秒的整个成型周期内，冷却时间就占到了22秒。模具温度用冷却水进行控制，水流速度为10升/分钟、温度为35°C。接下来，雷尼绍对热成像过程中检测到的热点进行重点建模，因为这些区域直接导致成型周期的延长，需要对其进行进一步分析。利用这些数据，雷尼绍完成了一次含有20个成型周期的数据模拟，其中包括对模具壁温度的分析。
根据Hüsken先生的建议，在进行第二次模拟时，雷尼绍改进了喷嘴侧的温度控制方式，即通过在喷嘴侧的模具板内加入两条传统的冷却水道，加大对模具板上的铍铜圆形螺纹接头的冷却效果。
随后，雷尼绍又进行了两次模拟，以此评估当应用随形冷却时可能获得的潜在改进。传统的模具冷却方式是在模具中钻孔，以形成网状冷却液通道。由钻孔方式形成的通道其几何形状会受到限制，对于比较简单的模具，这种冷却方式可以达到预期效果，但对于更为复杂的模具，冷却效果就会大打折扣。采用随形冷却方式的模芯，则使用了金属增材制造方法，即这类模芯是利用增材方式逐层加工出来的。增材制造方式十分灵活，这意味着模具中冷却液通道的复杂性几乎不受限制。一般情况下，模具内的随形冷却通道可保持与模具壁的距离均等，因此冷却效果更加均匀；或者在模具内热点集中的区域，可加大随形冷却通道的密集度，以此为这些区域提供更快速的冷却。
