CN102883834B - 用于制造可冷却的模具的方法和通过该方法制造的模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制造可冷却的模具(1)的方法以及这种可冷却的模具(1)。为了提供一种改进的模具和改进的方法，按本发明规定，制造模具(1)在表面(17)具有流体路径的分体(13)，保护流体路径防止其被微粒侵入，在受保护的流体路径(17)上通过热涂层工艺涂镀覆盖层(15)。

Description

用于制造可冷却的模具的方法和通过该方法制造的模具

技术领域

本发明涉及一种制造可冷却的模具的方法。

背景技术

已知制造可冷却的模具的方法。专利文献DE102007047314A1涉及一种用于对板制工件进行热成型和/或加压淬火的压模。该模具具有至少一个与模具的凸模表面和/或凹模表面相隔一段距离延伸的、用于将热量从工件导出的介质的流动通道。该流动通道如此与凸模表面和/或凹模表面间隔地设置，使其沿流动方向在工件和介质之间具有所希望的热传导特性。由专利文献DE102006017808A1公知一种可控温注塑模具以及一种制造形成至少一个形腔的可控温式注塑模具的方法。通过涂覆缓冲层或者采用金属丝并且借助激光束使材料熔化其上，从而实现材料的构建。用于形成部件的部分如此相互连接，使板状部分与其它部分的通道彼此连通。由专利文献EP0665780B1公知一种制造具有冷却通道的模具的方法，其中该模具首先在通道平面内拆开，随后通过铣削制造通道。通过硬焊或高温焊接实现被拆开的模具部分的连接。专利文献EP1004422A1公开了一种用于注塑具有型芯和异型冲模的塑料成型件的设备，其中，在型芯和异型冲模之间的空腔形成成型件模腔并且在型芯内部和/或异型冲模的内部设置有与成型件模腔的轮廓相匹配的控温介质通道。型芯和/或异型冲模在模腔一侧具有至少一个部段，该部段分别配设有与轮廓相匹配的温控介质通道并且摩擦接合地与型芯或异型冲模连接。专利文献DE102007003745A1涉及利用模具制造加压淬火的板材部件。通过在支撑板和活动部件之间的脱模面上的冷却设备，实现对成型工件的冷却。通过支撑板实现冷却介质的输入和输送。脱模面可以近似于凸模的外部轮廓或者成型工件的最终轮廓。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种改进的模具以及一种用于制造该模具的方法，尤其是可以进行更好的冷却。

所述技术问题通过一种制造可冷却的模具的方法解决。按本发明规定，制造所述模具的金属的分体，所述分体在表面具有流体路径，保护所述流体路径防止微粒侵入，在受保护的流体路径上通过热涂层工艺，例如火焰喷涂、激光喷涂、爆燃喷涂、冷气喷涂、电弧喷镀、熔化极气体保护焊(优选在氮气或二氧化碳保护气体环境下)或等离子焊，尤其是等离子粉末堆焊，涂覆优选由金属或者氧化物陶瓷材料制成的覆盖层。流体路径理解为局部敞开的流体路径(尤其是沟道)和/或封闭的流体路径。有利地，可以首先例如与随后要制造的部分相匹配地将模具的分体制造为任意轮廓。有利地，可以在分体的表面上设置流体路径，所述流体路径优选同样与随后要制造的工件的轮廓相匹配。所述流体路径可以优选受到保护以防止微粒侵入，从而优选地在涂镀了覆盖层后仍然可以保留所述流体路径。所谓电弧喷镀应理解为，将加热到大约4000°的微粒，尤其是金属的和/或导电的微粒涂镀到表面上。在存在流出的压缩介质，尤其是保护气体、压缩空气或类似介质的情况下，可以通过在两个相向移动给进的金属丝之间的电流实现微粒的加热和产生。

此外，可优选地通过所提及的热涂层工艺之一在所述表面上涂镀覆盖层，并且进而以简单的方式为所述表面配设具有规定结构和形状的覆盖层。

在所述方法的一种实施方式中，通过置入填充介质保护所述流体路径。优选可以采用简单的方式方法将填充介质置入流体路径内，为此所述流体路径例如可以是半开放的。可以选用任何介质，尤其是蜡和/或盐，作为填充材料。所述填充介质优选地可以设计为是可液化的，例如通过加热和/或溶解，其中在涂镀了覆盖层后，优选可以再将填充介质从流体路径内清除。

在所述方法的另一实施方式中，通过材料消减在所述表面内开设流体路径。优选地，可以在制造分体后以简单的方式方法在表面内开设一条或多条流体路径。优选可以通过铣削、腐蚀、刻蚀和/或磨削和/或类似方法开设所述流体路径。

在所述方法的另一实施方式中，通过覆盖保护所述流体路径。覆盖物例如可以具有金属带，所述金属带可以优选以简单的方式方法置于流体路径之上，例如通过与流体路径的边缘粘接的方式。

在所述方法的另一实施方式中，通过在所述流体路径内置入至少使微粒很难穿透的通道装置对所述流体路径进行保护。所述通道装置优选可以阻挡由电弧喷镀产生的微粒流，使得在涂镀覆盖层后仍然在通道装置内部保留有流体路径。所述通道装置尤其可以是螺旋弹簧、软管、柔性的管道、复合管和/或类似部件。柔性的管道例如可以是铜管。此外，所述通道装置可以是波纹管，尤其是精炼钢波纹管。由于波纹管的半径的长短不断交替变化，所以即便波纹管由精炼钢制成，其仍具有较高的柔性，由此使其达到较高的耐腐蚀性。因此，采用波纹管作为通道装置的实施方式可以方便地实现密封，其优选气密地最大达到4bar和更高的冷却介质压力。为了优化通过流体路径的散热效果，所述通道装置也可以具有导热层，例如具有将通道装置与分体连接的硬焊层。

在所述方法的另一实施方式中，通过喷丸清理和/或抛光和/或精铣对所述覆盖层进行再处理。为了对需要通过模具制造的工件实施成形工序，优选可以对覆盖层进行精炼和/或最终成型。所述模具可以是用于加压淬火的模具、用于成型的模具和/或成形模具，例如注塑模具。特别优选的是，可以采用用于制造注塑模具的方法。此外可以考虑，在再处理后的层中设置凹坑。

在所述方法的另一实施方式中，通过所述覆盖层构成模腔。优选的是，通过覆盖层产生与工件接触的或者成型用的模腔。

在所述方法的另一种实施方式中，通过与所述覆盖层相对置的分体表面构成模腔，并且将所述分体与所述模具的基体接合。优选的是，与工件接触的、也构成模腔的表面可以以通常的方式方法制造。在与该表面相对的一侧，可以间隔可选择的距离地采用前述方式方法设置冷却通道。特别是可以通过选择分体的材料厚度确定单个冷却通道至构成模腔的模具表面的距离。相对易损的、具有冷却通道的分体可以优选与基体接合成整个模具或者整个模具半部。接合可以通过形状配合、材料接合、摩擦和/或力配合的方式，尤其通过螺栓连接实现。

此外，所述技术问题通过一种可冷却的模具，尤其是可通过前述方法制造的模具解决。所述模具具有分体，所述分体具有通过电弧喷镀涂镀的覆盖层。在所述覆盖层和所述分体之间设置有冷却通道。按本发明的模具具有前述优点。

在模具的一个实施例中，所述覆盖层的表面构成模具的模腔。优选可以通过覆盖层的造型确定待制造的工具的形状。

在可冷却的模具的另一实施例中，所述覆盖层的表面归属于所述模具的基体。优选的是，基体、覆盖层表面及分体可分别构成模具的一个整体半模或模具半部。

附图说明

在以下(必要时参照附图)详细描述了至少一个实施例的说明中获得其它的优点、特征和细节。描述的和/或图示的特征本身或者在任意合理组合后均可构成本发明的内容或技术方案，并且尤其还可以附加地成为一个或多个独立的发明的技术方案。以相同的附图标记表示相同的、类似的和/或功能相同的部件。在附图中：

图1示出设计为注塑模具的具有上半模和下半模的模具的示意图，所述上半模和下半模分别具有覆盖层；

图2示出另一个模具的下半模的示意图，其中与图1所示不同的是，分体的覆盖层摩擦配合地配属于模具的基体。

具体实施方式

图1示出模具1的示意图。模具1被设计为注塑模具并且可通过冷却通道3被冷却。

模具1具有上半模5和下半模7。在半模5和7之间具有模腔9，在模腔9中，在此可通过注塑使工件成形，并且通过某种材料的冷却使工件硬化。为了脱模，至少一个半模可以沿双向箭头11来回移动地支承。每个半模5和7都具有分体13，在分体13上涂镀有覆盖层15。通过热涂层工艺，例如电弧喷镀，将覆盖层15涂镀于分体13上。在此，液态的，特别是金属的微粒与分体13的原始表面17融合在一起。分体13的原始表面17具有冷却通道3，所述冷却通道3例如可以通过材料消减，特别是铣削、腐蚀、刻蚀、磨削和/或类似方法设置在分体13的表面17内。在下一个图1未详细示出的步骤中，为防止例如在电弧喷镀或类似方式中出现的微粒侵入，对冷却通道3进行保护。例如可以通过置入填充介质，如蜡和/或盐，实现上述目的。可选和/或附加的是，可以考虑覆盖流体路径，例如通过一种金属覆盖物，特别是金属带，特别是粘贴的金属带。可选和/或附加的是，可以通过置入至少使微粒很难穿透的通道装置来对流体路径进行保护。所述通道装置例如可以具有螺旋弹簧、软管、柔性的管道和/或复合管和/或类似装置，其中优选的是，在涂层或覆盖层15涂镀完成后，各冷却通道3仍保留在通道装置的内部。在通过置入填充介质保护流体路径的情况下，在模具运行调试之前应清除所述填充介质，特别是通过清洗和溶解和/或特别是通过加热而使填充介质液化。

所述分体13优选可以如常规的模具体或模具1的基体那样制造，其中，在所述分体13的面向工件的表面17上可以有相当于覆盖层15厚度的尺寸不足。覆盖层的厚度可以在5至20mm之间，优选大约10mm。

为了制造图1所示的模具1，可以首先铣削包括流体路径的分体13，所述流体路径随后构成冷却通道3。所述冷却通道被例如蜡、盐和/或通道装置，特别是螺旋弹簧填充。通过电弧喷镀涂镀所述覆盖层15，其中，覆盖层15优选厚度最大为10mm。蜡和/或盐，也就是通道填充物被再次清除，或者可选地以通道装置，特别是螺旋弹簧的形式留在原始的流体路径中并且构成冷却通道3。为了对模腔9进行最终的精细加工，可以例如通过喷丸处理对覆盖层15进行最后处理。可选和/或附加的是，可以通过材料消减进一步加工和/或抛光所述覆盖层。

图2示出模具1的另一个实施例的剖面示意图，其中仅示出了下半模7。

与图1示图的不同点在于，设置了具有原始表面17的分体13，在所述原始表面17内设置有冷却通道3，并且与图1所示类似的是，在原始表面17上涂镀有覆盖层15。

可以与图1所述类似地制造获得冷却通道3、覆盖层15以及表面17。不同的是，分体13被设计有相应的轮廓并且形状配合且摩擦配合地通过螺栓连接配属于下半模7的基体19。可选和/或附加地，可以以任意的方式方法，例如通过硬焊、粘接、形状配合和/或类似方式为基体19配置覆盖层15。另一个不同点在于，分体13具有内表面23，所述内表面23构成模具1与工件接触的模腔9。

所述分体13可以具有不变的厚度，其中，冷却通道3至内表面23的距离是不变的。可选的是，可以考虑将分体13设计为具有不同厚度，由此可以实现冷却通道3至内表面23的不同距离。

可选和/或附加的是，可以考虑将冷却通道3设计为具有不同的横截面，用于改变模具1的冷却效率或局部冷却效率。

所述分体13可以形成具有冷却通道3的覆盖壳，例如通过铣削开设冷却通道3。同样通过热涂层工艺，例如电弧喷镀或类似方式涂镀所述覆盖层15。覆盖壳或分体13连同覆盖层15通过螺栓连接21拧紧到基体19上。

在冷却通道3、分体13和覆盖层15之间有利地产生特别高的密封性。可以有利地节省模具1的制造费用，其中，尤其是表面17区域内的覆盖层15不必被铣削。优选可以使覆盖层15具有特殊材料特性，特别是那些可能阻碍开设冷却通道3或增加开设难度的材料特性。冷却通道优选可以设置在可为此设计的分体13内。

优选可以方便地对模具1，特别是模具1的模腔9进行维修。为此，优选可以以简单的方式方法通过电弧喷镀对覆盖层15进行更新和/或填补。

附图标记列表

1模具

3冷却通道

5上半模

7下半模

9模腔

11双向箭头

13分体

15覆盖层

17原始表面

19基体

21螺栓连接

23内表面

Claims (14)

1.一种制造可冷却的模具(1)的方法，其中：

制造所述模具(1)的金属的分体(13)，所述分体(13)在表面(17)上具有流体路径，

保护所述流体路径防止其被微粒侵入，

在受保护的所述流体路径上通过热涂层工艺涂镀覆盖层(15)。

2.如权利要求1所述的方法，其中：优选通过热涂层工艺在所述表面(17)上涂镀覆盖层(15)。

3.如权利要求1所述的方法，其中：通过材料消减在所述表面(17)上开设所述流体路径。

4.如权利要求1所述的方法，其中：借助覆盖和/或通过置入填充介质保护所述流体路径。

5.如权利要求1所述的方法，其中：通过在所述流体路径内置入使微粒很难穿透的通道装置对所述流体路径进行保护。

6.如权利要求5所述的方法，其中：所述通道装置被设计为螺旋弹簧、柔性的管道、复合管或波纹管。

7.如权利要求1所述的方法，其中：对所述覆盖层(15)进行再处理。

8.如权利要求7所述的方法，其中：通过喷丸清理、抛光或精铣对所述覆盖层(15)进行再处理。

9.如权利要求1所述的方法，其中：通过所述覆盖层(15)构成模腔(9)。

10.如权利要求9所述的方法，其中：

通过所述分体(13)与所述覆盖层(15)相对置的表面(23)构成模腔(9)，

将所述分体(13)与所述模具(1)的基体(19)接合。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用火焰喷涂、激光喷涂、爆燃喷涂、冷气喷涂、电弧喷镀、熔化极气体保护焊或等离子焊作为所述热涂层工艺。

12.一种可冷却的模具(1)，所述模具通过如权利要求1至11之一所述的方法制造，所述模具(1)具有分体(13)，所述分体(13)具有通过电弧喷镀涂镀的覆盖层(15)，其中，在所述覆盖层(15)和所述分体(13)之间设置有冷却通道(3)。

13.如权利要求12所述的模具，其中，所述覆盖层(15)的表面构成所述模具(1)的模腔(9)。

14.如权利要求12所述的模具，其中，所述覆盖层的表面与所述模具(1)的基体(19)相配置。