CN103409714A - 一种内藏随形冷却水路的模具的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内藏随形冷却水路的模具的制作方法，其包括有：用模具钢来制造有均匀厚度的模具外壳；将该模具外壳固定于框架箱内的预定位置；并固定预先成型的冷却水路在模具外壳上，该冷却水路的几何结构与模具外壳紧密接触；进行金属喷涂成型过程；完成金属喷涂后，将整个模具从框架箱内取出。本发明不仅可提高模具的寿命，而且可通过减少产品成型周期时间来提高生产效率，同时利用本发明的方法可降低生产成本。
Description
技术领域
本发明有关一种金属喷涂成型工艺，特别是指一种使用金属喷涂成型工艺来制造内藏复杂随形冷却水路的模具的方法。
背景技术
许多模具在使用过程中会处于高温环境，例如模具用于压铸、注塑和吹塑等高温环境，因此有必要借助冷却系统把熔化材料的热量带走。设计一个合适的冷却系统不仅可以延长模具寿命，也可提高生产效率及缩短产品成型周期时间。传统制造冷却水路依靠钻孔的方法，然而，这种方法只可制作直线水路，并不能制造贴近模具表面轮廓的复杂随形冷却水路。且钻长水路时会弄断钻头，使得整个模具无法使用。此外，由于沿着模具壁和冷却水路之间的距离不一，导致冷却时间长、形成内部应力和成品翘曲。
目前有一种冷却水路设计称为随形冷却系统，它被定义为冷却水路的形状能够贴合模具表面的轮廓。这种方式下，成型产品能够迅速而均匀地冷却下来。相比传统的冷却系统，随形冷却系统可以缩短30-60％的产品成型周期时间。这种时间的节省是与产品几何相关的。缩短产品成型周期时间可以提高整体生产能力、减少复模及生产车间开支。此外，相比使用传统冷却系统的模具，内置随形冷却系统的模具寿命较长。随形冷却系统可以通过传统的加工工艺(如铣、钻、电火花等)在两个模具板面制造，然后通过扩散焊接把分别在两个模具板的冷却水路接合在一起。这种做法只能制作出相对简单几何形状的随形冷却水路，因为扩散焊接只能接合平面。复杂几何形状的随形冷却水路可以通过直接金属激光烧结（DMLS）技术来制造，但是这种先进技术的费用昂贵。此外，DMLS和扩散焊接机器的工作平台限制了模具的尺寸和它们的加工时间很长。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种使用金属喷涂成型工艺来制造内藏复杂随形冷却水路的模具的方法。
为达到上述目的，本发明提供一种内藏复杂随形冷却水路的模具的制作方法，其包括有如下步骤：
步骤一、用模具钢来制造有均匀厚度的模具外壳；
步骤二、将该模具外壳固定于框架箱内的预定位置，并将冷却水路固定到该模具外壳上，该冷却水路的几何结构与该模具外壳紧密接触；
步骤三、进行金属喷涂成型过程；
步骤四、完成金属喷涂后，将整个模具从框架箱内取出。
所述步骤一中，该模具外壳的厚度决定于其结构刚性及最终模具需要的冷却效率。
所述步骤二中，该冷却水路的几何结构通过弯曲和焊接相同或不同横截面的金属管工艺制作。
所述步骤三的金属喷涂成型过程为，金属材料经热喷涂枪完全或半熔化后高速喷涂到模具外壳和冷却水路上，并获得具有细小及均匀微观组织的金属喷涂成型部分。
所述步骤四中的模具包括该模具外壳、冷却水路及金属喷涂成型部分。
该模具外形的最终精确尺寸通过后加工获得。
本发明适用于制造压铸、注塑成型、吹塑成型等需要冷却系统的金属模具。高效能的冷却系统不仅可提高模具的寿命，而且可通过减少产品成型周期时间来提高生产效率，同时利用本发明的方法可降低生产成本。
附图说明
图1为本发明中金属喷涂前不同组件配置的示意图；
图2为本发明中金属喷涂成型过程中不同组件配置的示意图；
图3为本发明中模具从框架箱取出后不同组件配置的示意图；
图4为本发明内藏复杂随形冷却水路的模具的制作方法的工艺流程图。
具体实施方式
为便于对本发明的方法及达到的效果有进一步的了解，现结合附图详细说明如下。
图1显示本发明中金属喷涂前不同的组件位置。首先用模具钢及通过传统的加工工艺来制造有均匀厚度的模具外壳1。模具外壳1的厚度决定于其结构刚性及最终模具需要的冷却效率。该模具外壳1是由模具钢块所制，可确保模具表面无气孔及光洁度高。其次，将模具外壳1固定于框架箱2内的预定位置。冷却水路3的几何结构可以通过各种工艺来制作，例如通过弯曲和焊接相同或不同横截面(如圆形、矩形或三角形等形状)的金属管工艺制作。该冷却水路3的几何结构应与模具外壳1紧密接触，这可使最终成型产品能快速地及平均地冷却。该冷却水路3需要固定到模具外壳1上。再次，进行金属喷涂成型过程，图2显示金属喷涂成型过程的原理图。金属材料4经热喷涂枪5完全或半熔化后高速喷涂到模具外壳1和冷却水路3上，并获得具有细小及均匀微观组织的金属喷涂成型部分6。图3显示完成金属喷涂后，整个模具从框架箱2取出的组件配置，该模具包括模具外壳1、冷却水路3及金属喷涂成型部分6。最终模具的准确外形尺寸可以通过后加工获得，该后加工可为铣、电火花、打磨抛光等。图4为本发明内藏复杂随形冷却水路的模具的制作方法的工艺流程图。
在本发明中，金属喷涂成型所制的模具内藏复杂冷却水路。冷却水路与模具有紧密接触，模具内的热量可穿过金属管所制的冷却水路壁传至冷却液然后被带走。本发明适用于制造压铸、注塑成型、吹塑成型等需要冷却系统的金属模具。高效能的冷却系统不仅可提高模具的寿命，而且可通过减少产品成型周期时间来提高生产效率。
对比基于扩散焊接和DMLS的方法，本发明利用金属喷涂成型、弯曲和焊接金属管等工艺可降低投资成本。此外，模具的大小没有任何限制。冷却水路的结构可通过金属管加工方法来制造，复杂的三维随形冷却水路结构便能容易实现，并大大增加了设计空间。通过本发明的方法制作内藏复杂冷却水路的模具，比用其它现有方法的交货时间为短，使用户获得更多的经济收益。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种内藏随形冷却水路的模具的制作方法，其特征在于，其包括有如下步骤：
步骤一、用模具钢来制造有均匀厚度的模具外壳；
步骤二、将该模具外壳固定于框架箱内的预定位置，并将冷却水路固定到该模具外壳上，该冷却水路的几何结构与该模具外壳紧密接触；
步骤三、进行金属喷涂成型过程；
步骤四、完成金属喷涂后，将整个模具从框架箱内取出。
2.如权利要求1所述的内藏随形冷却水路的模具的制作方法，其特征在于，在所述步骤一中，该模具外壳的厚度决定于其结构刚性及最终模具需要的冷却效率。
3.如权利要求1所述的内藏随形冷却水路的模具的制作方法，其特征在于，所述步骤二中，该冷却水路的几何结构通过弯曲和焊接相同或不同横截面的金属管工艺制作。
4.如权利要求1所述的内藏随形冷却水路的模具的制作方法，其特征在于，所述步骤三的金属喷涂成型过程为，金属材料经热喷涂枪完全或半熔化后高速喷涂到模具外壳和冷却水路上，并获得具有细小及均匀微观组织的金属喷涂成型部分。
5.如权利要求4所述的内藏随形冷却水路的模具的制作方法，其特征在于，所述步骤四中的模具包括该模具外壳、冷却水路及金属喷涂成型部分。
6.如权利要求1所述的内藏随形冷却水路的模具的制作方法，其特征在于，模具外形的最终精准尺寸通过后加工获得。
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