CN104943105A - 3d打印带冷却水道的模具及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及模具制造领域，具体涉及一种3D打印带冷却水道的模具及其制备方法，所述带冷却水道的模具包括动模和定模，动模上用于成型产品的面为成型面一，成型面一上设有凸块，动模的横断面呈凸字型；定模上用于成型产品的面为成型面二，成型面二上设有凹槽，定模的横断面呈凹字型；动模的内部设有与动模的形状相适应的动模冷却水道，定模的内部设有与定模的形状相适应的定模冷却水道。所述3D打印带冷却水道的模具由金属粉末通过3D打印技术一次打印制造而成。本发明制备的模具由3D打印机打印而成，冷却效率高，保证成型产品的品质。

Description

3D打印带冷却水道的模具及其制备方法
技术领域
本发明涉及模具制造领域，具体涉及一种3D打印带冷却水道的模具及其制备方法。
背景技术
注塑模具的冷却系统在注塑模具结构中占有十分重要地位，是改善注塑成型制品质量、提高注塑成型效率的关键。传统的冷却水道是由一组平直的开孔通路组成，为形成封闭的流道，除进口和出口外，其他的开孔需要用堵头密封。然而，这种技术却存在诸多缺陷，比如冷却水道无法实现按需求设置，对于型腔复杂的模具，直孔系统无法保证模腔各部分均匀冷却，制品因冷却不均易产生翘曲变形。传统的加工工艺无法制备复杂的冷却水道。
发明内容
本发明的目的是提供一种3D打印带冷却水道的模具及其制备方法，冷却效率高，保证成型产品的品质。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种3D打印带冷却水道的模具包括动模和定模，动模上用于成型产品的面为成型面一，成型面一上设有凸块，动模的横断面呈凸字型；定模上用于成型产品的面为成型面二，成型面二上设有凹槽，定模的横断面呈凹字型；动模的内部设有与动模的形状相适应的动模冷却水道，定模的内部设有与定模的形状相适应的定模冷却水道。
优选的，所述动模包括底面一，底面一与成型面一相对设置，底面一上设有动模入水口和动模出水口，动模入水口和动模出水口分别与动模冷却水道连通。
优选的，所述定模包括底面二，底面二与成型面二相对设置，底面二上设有定模入水口和定模出水口，定模入水口和定模出水口分别与定模冷却水道连通。
优选的，所述动模冷却水道包括两个平行设置的火箭状的冷却管，两个冷却管的伸展方向与底面一垂直，两个冷却管伸入凸块的内部；其中一个冷却管与动模入水口连通，另一冷却管与动模出水口连通，两个冷却管之间通过一呈圆形的连通管连通。
优选的，每个冷却管包括两个横断面呈半圆状的半圆水管，每个冷却管中的两个半圆水管之间间隔平行分布，每个冷却管中的两个半圆水管通过一呈圆锥状的圆锥管连通，圆锥管设于半圆水管的远离底面一的一端；一个冷却管中的一个半圆水管与动模入水口连通，另一半圆水管与连通管连通；另一冷却管中的一个半圆水管与动模出水口连通，另一半圆水管与连通管连通。
优选的，所述定模冷却水道包括多根直管、多根弯管和多根短管，直管与凹槽的延伸方向相平行，直管的分布状态与定模的形状相适应，直管呈U型对称分布，相邻直管之间通过弯管与短管连通，定模入水口和定模出水口分别与短管连通。
一种3D打印带冷却水道的模具的制备方法，所述3D打印带冷却水道的模具由金属粉末通过3D打印技术一次打印制造而成。
优选的，所述金属粉末为单一金属粉末或合金粉末。
采用上述技术方案后，本发明具有以下积极效果：
(1)本发明的3D打印带冷却水道的模具，动模冷却水道和定模冷却水道形状结构复杂，与相应的定模或动模形状适应，对于本发明中型腔复杂的定模和动模具有很好的冷却效果，对成型制品的成型性有极大帮助，保证了产品的品质；
(2)本发明的3D打印带冷却水道的模具通过3D打印机打印而成，传统的模具为在机床上冲压打孔而成，其中的冷却水道无法做到本发明中的复杂的结构，因冷却水道能根据需求直接打印而成，用3D打印技术打印的冷却水道与传统冷却水道相比，随行冷却效果比传统的模具效果好很多，且一次成型，成功率高，减少了复杂的加工过程；
(3)本发明的模具因通过3D打印直接打印而成，能实现少切削，接近无切削加工，取代90％机械加工工作量，提高工作效率，减少资源浪费。
附图说明
图1为本发明中的动模的立体图；
图2为图1所示动模的俯视图；
图3为图1所示动模的仰视图；
图4为图2所示动模的A-A方向的剖视图；
图5为本发明中的动模冷却水道的立体图；
图6为图5所示动模冷却水道的主视图；
图7为图5所示动模冷却水道的俯视图；
图8为本发明中的定模的立体图；
图9为图8所示定模的主视图；
图10为图8所示定模的仰视图；
图11为本发明中的定模冷却水道的立体图；
图12为图11所示定模冷却水道的主视图；
图13为图12所示定模冷却水道的俯视图。
其中：1、动模，11、成型面一，12、凸块，13、底面一，14、动模入水口，15、动模出水口，2、定模，21、成型面二，22、凹槽，23、底面二，24、定模入水口，25、定模出水口，3、动模冷却水道，31、冷却管，311、半圆水管，312、圆锥管，32、连通管，4、定模冷却水道，41、直管，42、弯管，43、短管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1-7所示，为本发明的3D打印带冷却水道的模具中的动模1的示意图。动模1的用于成型产品的面为成型面一11，与成型面一11相对的一面为底面一13。成型面一11上设有凸块12，动模1的横断面呈凸字型。动模1的内部设有与动模1的形状相适应的动模冷却水道3，底面一13上设有分别与动模冷却水道3联通的动模入水口14和动模出水口15。
动模冷却水道3包括两个相互平行设置的火箭状的冷却管31，两个冷却管31的伸展方向与底面一13垂直，两个冷却管31伸入凸块12的内部，能够很好的对动模1的成型面一11上的产品进行冷却。两个冷却管31之间通过一圆形的连通管32连通。每个冷却管31均包括两个横断面呈半圆状的半圆水管311，每个冷却管31中的两个半圆水管311之间间隔平行分布，两个半圆水管311形成的横断面呈圆形。每个冷却管31中的两个半圆水管311的远离底面一13的一端设有圆锥管312，两个半圆水管311的端部通过圆锥管312连通。其中一个冷却管31中的一个半圆水管311与动模入水口14连通，另一半圆水管311与连通管32连通。另一冷却管31中的一个半圆水管311与动模出水口15连通，另一半圆水管311与连通管32连通。
如图8-13所示，为本发明的3D打印带冷却水道的模具中的定模2的示意图。定模2的用于成型产品的面为成型面二21，与成型面二21相对的一面为底面二23。成型面二21上设有凹槽22，定模2的横断面呈凹字型。定模2的内部设有与定模2的形状相适应的定模冷却水道4，底面二23上设有分别与定模冷却水道4相连通的定模入水口24和定模出水口25。
定模冷却水道4包括多个直管41、多个弯管42和多个短管43，直管41与凹槽22的延伸方向平行，直管41的分布状态与定模2的形状相适应，直管41呈U型分布，相邻直管41之间通过弯管42和短管43连通。直管41的数量能够根据定模2的形状做适应性调整，在本实施例中，直管41的数量为六根，并呈对称分布。定模入水口24和定模出水口25分别与短管43连通。
动模1和定模2均由金属粉末通过3D打印技术一次打印制造而成，一次成型，成功率高，减少后加工过程。用3D打印机打印出的带冷却水道的模具与传统加工方式加工出的模具相比，其内部的冷却水道的结构不会受传统加工工艺的限制，在冷却水道复杂时，传统加工工艺无法制作完成，用3D打印技术却不受冷却水道复杂程度的限制，提高模具的冷却效果。其中金属粉末为单一金属粉末或合金粉末。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种3D打印带冷却水道的模具，其特征在于：包括动模(1)和定模(2)，动模(1)上用于成型产品的面为成型面一(11)，成型面一(11)上设有凸块(12)，动模(1)的横断面呈凸字型；定模(2)上用于成型产品的面为成型面二(21)，成型面二(21)上设有凹槽(22)，定模(2)的横断面呈凹字型；动模(1)的内部设有与动模(1)的形状相适应的动模冷却水道(3)，定模(2)的内部设有与定模(2)的形状相适应的定模冷却水道(4)。
2.根据权利要求1所述的3D打印带冷却水道的模具，其特征在于：动模(1)包括底面一(13)，底面一(13)与成型面一(11)相对设置，底面一(13)上设有动模入水口(14)和动模出水口(15)，动模入水口(14)和动模出水口(15)分别与动模冷却水道(3)连通。
3.根据权利要求1所述的3D打印带冷却水道的模具，其特征在于：定模(2)包括底面二(23)，底面二(23)与成型面二(21)相对设置，底面二(23)上设有定模入水口(24)和定模出水口(25)，定模入水口(24)和定模出水口(25)分别与定模冷却水道(4)连通。
4.根据权利要求2所述的3D打印带冷却水道的模具，其特征在于：动模冷却水道(3)包括两个平行设置的火箭状的冷却管(31)，两个冷却管(31)的伸展方向与底面一(13)垂直，两个冷却管(31)伸入凸块(12)的内部；其中一个冷却管(31)与动模入水口(14)连通，另一冷却管(31)与动模出水口(15)连通，两个冷却管(31)之间通过一呈圆形的连通管(32)连通。
5.根据权利要求4所述的3D打印带冷却水道的模具，其特征在于：每个冷却管(31)包括两个横断面呈半圆状的半圆水管(311)，每个冷却管(31)中的两个半圆水管(311)之间间隔平行分布，每个冷却管(31)中的两个半圆水管(311)通过一呈圆锥状的圆锥管(312)连通，圆锥管(312)设于半圆水管(311)的远离底面一(13)的一端；一个冷却管(31)中的一个半圆水管(311)与动模入水口(14)连通，另一半圆水管(311)与连通管(32)连通；另一冷却管(31)中的一个半圆水管(311)与动模出水口(15)连通，另一半圆水管(311)与连通管(32)连通。
6.根据权利要求3所述的3D打印带冷却水道的模具，其特征在于：定模冷却水道(4)包括多根直管(41)、多根弯管(42)和多根短管(43)，直管(41)与凹槽(22)的延伸方向相平行，直管(41)的分布状态与定模(2)的形状相适应，直管(41)呈U型对称分布，相邻直管(41)之间通过弯管(42)与短管(43)连通，定模入水口(24)和定模出水口(25)分别与短管(43)连通。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的3D打印带冷却水道的模具的制备方法，其特征在于：所述3D打印带冷却水道的模具由金属粉末通过3D打印技术一次打印制造而成。
8.根据权利要求7所述的3D打印带冷却水道的模具的制备方法，其特征在于：所述金属粉末为单一金属粉末或合金粉末。
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