CN108819050A - 一种应用异形水路3d打印的模具生产工艺 - Google Patents

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Abstract

一种应用异形水路3D打印的模具生产工艺，包括步骤：零件设计、模流分析、3D打印、模具装配与注塑，根据实际情况设计出零件模型，并通过模型设计异形水路，利用3D打印将产品与水路孔同步进行打印，利用3D打印将异形水路与模具一体成型，根据模具的形状设置异形水路的走向，更加有效调节模具表面温度，使得模具温度控制在一个设定的范围内，实现产品均匀冷却，加快冷却速度，缩短模具冷却时间，减少塑胶由于冷却不均匀产生的缺陷。

Description

一种应用异形水路3D打印的模具生产工艺
技术领域
本发明涉及模具生产技术领域，特别涉及一种应用异形水路3D打印的模具生产工艺。
背景技术
模具应用广泛，现代制造业中的产品构件成形加工，几乎都需要使用模具来完成。所以，模具产业是国家高新技术产业的重要组成部分，是重要的、宝贵的技术资源。
3D打印技术是20世纪80年代末出现的一种先进制造技术，该技术基于逐层叠加材料的制造原理，将复杂的结构分解为二维制造，可快速制造出任意复杂的结构。
目前，使用激光3D打印技术直接制造注塑模具已经开始研究，但成形工艺、成形效率和稳定性等仍不能满足生产需求。特别是在激光成形过程中较大的热应力梯度造成的模具钢开裂、低熔点合金元素蒸发等冶金缺陷，严重制约了3D打印技术在注塑模具领域的应用。
而在模具生产的过程中，对于模具的冷却是必不可少的步骤。现有技术对于模具的冷却大多采用的是在模架模仁中利用一些机械加工贯穿的孔，利用某种介质(水或油)不停的在里面传输热量以达到控制模具温度的目的，而对于一些外形复杂的产品，传统钻孔式的水路由于无法保证模具型腔表面各处均匀冷却，因此会导致产品冷却不匀，合格率低。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种能够实现模具均匀冷却，加快冷却速度，缩短模具冷却时间的应用异形水路3D打印的模具生产工艺。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种应用异形水路3D打印的模具生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)零件设计：根据实际情况设计出零件模型，并通过模型设计异形水路；
(2)模流分析：过电脑完成注塑成型的模拟仿真，对模具的方案可行性进行评估；
(3)3D打印：将金属粉末通过热处理，根据零件模型及异形水路进行打印成品；
(4)模具装配与注塑。
在一些实施例中，步骤(3)中，采用激光烧结加工技术，激光能量被用于将所述金属粉末熔化，利用扫描装置，进行一层层加工。
在一些实施例中，所述异形水路的进水孔与出水孔在步骤(3)中进行同步打印，所述进水孔与出水孔上均打印有螺纹。方便后续使用时与外界水源连接。
在一些实施例中，步骤(1)中，所述异形水路随所述零件模型的形状而进行变化。能最大程度提高异形水管与产品表面的接触程度，提高冷却效率。
本发明的优点在于：利用3D打印将异形水路与模具一体成型，根据模具的形状设置异形水路的走向，更加有效调节模具表面温度，使得模具温度控制在一个设定的范围内，实现产品均匀冷却，加快冷却速度，缩短模具冷却时间，减少塑胶由于冷却不均匀产生的缺陷。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
一种应用异形水路3D打印的模具生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)零件设计：根据实际情况设计出零件模型，并通过模型设计异形水路；
(2)模流分析：过电脑完成注塑成型的模拟仿真，对模具的方案可行性进行评估；
(3)3D打印：将金属粉末通过热处理，根据零件模型及异形水路进行打印成品；
(4)模具装配与注塑。
具体的，其中异型水路是指随着产品形状变化而变化任意形状冷却水通道，采用异形水路的优点是充分贴近产品表面，能够实现产品均匀冷却，加快冷却速度，缩短模具冷却时间，减少塑胶由于冷却不均匀产生的缺陷。
在步骤(3)3D打印中，采用激光烧结加工技术，激光烧结是一项分层加工制造技术，这项技术的前提是物件的三维数据可用。而后三维的描述被转化为一整套切片，每个切片描述了确定高度的零件横截面。激光烧结机器通过把这些切片一层一层的累积起来，从而得到所要求的物件。在每一层，激光能量被用于将粉末熔化。借助于扫描装置，激光能量被“打印”到粉末层上，这样就产生了一个固化的层，该层随后成为完工物件的一部分。下一层又在第一层上面继续被加工，一直到整个加工过程完成。采用3D打印的方式，解决了对于冷却水路只能采用传统的深孔钻，镶，电脉冲等工艺，水路也以射线状形成回路为主，可以避免直来直去的水路排布方式，在有限的型腔壁厚中找到最合理的水路回路。
作为优选的，异形水路的进水孔与出水孔在步骤(3)中进行同步打印，所述进水孔与出水孔上均打印有螺纹。方便后续使用时与外界水源连接。
利用3D打印将异形水路与模具一体成型，根据模具的形状设置异形水路的走向，更加有效调节模具表面温度，使得模具温度控制在一个设定的范围内，实现产品均匀冷却，加快冷却速度，缩短模具冷却时间，减少塑胶由于冷却不均匀产生的缺陷。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

Claims (4)

1.一种应用异形水路3D打印的模具生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)零件设计：根据实际情况设计出零件模型，并通过模型设计异形水路；
(2)模流分析：过电脑完成注塑成型的模拟仿真，对模具的方案可行性进行评估；
(3)3D打印：将金属粉末通过热处理，根据零件模型及异形水路进行打印成品；
(4)模具装配与注塑。
2.根据权利要求1所述一种应用异形水路3D打印的模具生产工艺，其特征在于，步骤(3)中，采用激光烧结加工技术，激光能量被用于将所述金属粉末熔化，利用扫描装置，进行一层层加工。
3.根据权利要求2所述一种应用异形水路3D打印的模具生产工艺，其特征在于：所述异形水路的进水孔与出水孔在步骤(3)中进行同步打印，所述进水孔与出水孔上均打印有螺纹。
4.根据权利要求1所述一种应用异形水路3D打印的模具生产工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述异形水路随所述零件模型的形状而进行变化。
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