CN109228052B - 一种散热部件中冷却管道的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种散热部件中冷却管道的制造方法，包括以下步骤：采用可熔性材料一体成型出管路部件；采用金属粉末和陶瓷粉末中的一种或两种注塑出零件半成品，在零件半成品上设有用于卡合所述管路部件的卡合部，且在零件半成品上对应所述管路部件两端部的位置处均设有流通孔；将管路部件卡合于卡合部中；在零件半成品上继续注塑制成零件坯材，且管路部件被包覆在零件坯材内；将零件坯材加热至管路部件的气化温度并保持恒温，使管路部件彻底气化掉，从而在零件坯材内形成与管路部件形状相同的冷却管道。本发明散热部件中冷却管道的制造方法可使冷却更加均匀、有效，并减少了后续的加工工序，缩短产品的制作周期，可有效降低加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种散热部件中冷却管道的制造方法。本发明还涉及一种成型部件及利用该成型部件制作散热部件中冷却管道的制造方法。
背景技术
现有的塑模零件的冷却结构，传统加工方法用钻头在成品塑模零件上以钻削的方式加工出冷却或加热管道，因此通常设计为柱形孔相贯形成，这样制成的冷却管道不能很好的匹配需要冷却的成型面，且只能按钻削的方式设计成圆柱型，局部不能达到很好的冷却效果，具体如图1所示，在产品的两侧面分别钻斜孔11，两斜孔11相连通形成贯通孔，而后在产品的表面钻出两个分别与其中一个斜孔连通的入口12和出口13，该结构中两斜孔的孔口用螺丝封堵，但这样加工出的管路结构相对比较短，且冷却管道中介质不能进行充分有效地流动，造成冷却效果不够理想；且通过钻孔方式形成冷却管道结构还会降低产品的强度，增大了产品的变形量，产品的制作周期也比较长，螺丝封堵的结构也容易产生介质泄漏的隐患。
还有一种是采用激光打印方法，但型腔表面难以达到产品镜面要求，且加工效率低，制造成本高，难以实现量产。
发明内容
本发明目的在于为克服现有的技术缺陷，提供一种散热部件中冷却管道的制造方法，该方法制作的冷却管道可很好的匹配需要冷却的端面，使冷却更加均匀、有效，并减少了后续的加工工序，缩短产品的制作周期，可有效降低加工成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种散热部件中冷却管道的制造方法，包括以下步骤：
S1、采用可熔性材料一体成型出与所需的冷却管道结构相同的管路部件；
S2、采用金属粉末和陶瓷粉末中的一种或两种注塑出零件半成品，在零件半成品上设有用于卡合所述管路部件的卡合部，且在零件半成品上对应所述管路部件两端部的位置处均设有流通孔；其中，所述管路部件的气化温度低于所述零件半成品的熔点；
S3、将管路部件卡合于零件半成品上的卡合部中，且管路部件的两端部分别遮住相对应的流通孔；
S4、在零件半成品上继续注塑制成零件坯材，且管路部件被包覆在零件坯材内；
S5、将零件坯材加热至管路部件的气化温度并保持恒温，使管路部件彻底气化掉且气化后的气体从所述流通孔中排出，从而在零件坯材内形成与管路部件形状相同的冷却管道。
进一步的，步骤S5之后还包括以下步骤：
S6、将零件坯材加热至其熔点，并恒温使零件坯材烧结定型为止，而后降温冷却，完成零件坯材的加工制作，从而制成散热部件。
进一步的，所述管路部件包括弧形部分、分别设于弧形部分两端的竖直部分、分别连于其中一个竖直部的流入部分和流出部分，所述流入部分和流出部分均包括一端与所述竖直部连接的弧形延展部、与弧形延展部另一端连接并沿纵向延伸的平直部。
进一步的，所述弧形部分的两端均向上或向下弯折形成所述竖直部分，且所述竖直部分与所述弧形部分成直角状；两个所述竖直部分的游离末端均向内弯折并沿所述弧形部分的弧度方向延伸形成所述弧形延展部，且所述弧形延展部与所述弧形部分成上下平行间隔设置；两个所述弧形延展部的游离末端均向外弯折并沿纵向延伸形成所述平直部。
进一步的，所述管路部件以所述弧形部分中间为界形成左右镜像对称结构；所述弧形部分、竖直部分、弧形延展部和平直部均为扁平状。
进一步的，步骤S2中，所述零件半成品的一端面为与所述弧形部分弧度相同的弧面，所述弧面中间设有与所述弧形部分、竖直部分和弧形延展部配合的回形槽，所述回形槽的两端部处均向零件半成品的内部纵向延伸设有与所述平直部配合的流通槽，两个流通槽的内侧端分别与其中一个所述流通孔连通；所述回形槽和两个流通槽构成所述卡合部。
进一步的，步骤S3中，将所述管路部件卡合于所述卡合部后，所述平直部置于所述流通槽内并封堵住流通槽，所述弧形部分、竖直部分和弧形延展部置于所述回形槽内。
进一步的，步骤S4中，采用与零件半成品相同的材料在所述弧面上继续注塑出用于形成物体一部分的凹形面，且所述凹形面整体包覆住所述管路部件，从而制成零件坯材。
进一步的，所述管路部件包括中间的内环部分以及左右两侧依次环绕内环部分的中部弧形部分和外部弧形部分，所述内环部分为C形，两侧的中部环形部分一端分别与内环部分的一端连接，两侧的中部环形部分另一端分别与相应侧的外部弧形部分一端连接。
进一步的，步骤S2中，所述卡合部为与所述管路部件结构配合的多环回路槽，所述多环回路槽的两游离末端处分别与其中一个所述流通孔连通。
进一步的，所述可熔性材料为塑料；所述金属粉末为单一金属粉末或合金粉末。
本发明具有以下有益效果：
本发明散热部件中冷却管道的制造方法先根据所需的冷却管道结构制作出相同形状的管路部件，而后利用气化该管路部件的方式在产品内形成冷却管道，这样制作的冷却管道可很好的匹配需要冷却的端面，使冷却更加均匀、有效，并减少了后续的加工工序，缩短产品的制作周期，可有效降低加工成本，可批量化制造，生产效率高；且该管路部件结构加长了制成冷却管道后的有效长度，增加了冷却管道中介质的有效热交换面积和效率，使产品冷却效果更为理想；并通过该管路部件使散热部件内的冷却管道构成左右对称的结构，且冷却管道与管路部件一样为扁平状，有效保障了产品的强度，减少了产品的变形量，并可进一步增加有效热交换面积。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1为现有技术中塑模冷却管道的示意图；
图2为实施例1中管路部件的示意图；
图3为实施例1中塑模零件半成品的示意图；
图4为实施例1中塑模零件半成品的剖视图；
图5为实施例1中凹形面的示意图；
图6为实施例1中塑模零件坯材的示意图
图7为实施例1中塑模零件的示意图；
图8为实施例1中塑模零件的平面剖视图；
图9为实施例2中管路部件的示意图；
图10为实施例2中零件半成品的示意图；
图11为实施例2中零件坯材的内部透视图；
图12为实施例2中散热片的示意图。
具体实施方式
为了更充分的理解本发明的技术内容，下面将结合附图以及具体实施例对本发明作进一步介绍和说明。
实施例1
如图2至图8所示，本实施例所示的一种散热部件(塑模)冷却管道的制造方法，包括以下步骤：
(1)、采用塑料一体成型出与所需的冷却管道结构相同的管路部件3。
具体的如图2所示，管路部件3包括弧形部分31、分别设于弧形部分31两端的竖直部分32、分别连于其中一个竖直部32的流入部分和流出部分，流入部分和流出部分均包括一端与竖直部32连接的弧形延展部33、与弧形延展部33另一端连接并沿纵向延伸的平直部34。
弧形部分31的两端均向上或向下弯折形成竖直部分32，且竖直部分32与弧形部分31成直角状；两个竖直部分32的游离末端均向内(由弧形部分的两端指向弧形部分中间的方向)弯折并沿弧形部分的弧度方向延伸形成弧形延展部33，且弧形延展部33与弧形部分31构成上下平行间隔设置的两层结构；两个弧形延展部33的游离末端均向外(由弧形部分的凹面指向弧形部分背面的方向)弯折并沿纵向延伸形成平直部34，使流入部分和流出部分相距一定的间隔设置。
管路部件以弧形部分中间为界形成左右镜像对称结构，且弧形部分、竖直部分、弧形延展部和平直部均为扁平状。
(2)、采用金属粉末和陶瓷粉末中的一种或两种注塑出塑模零件半成品2，在塑模零件半成品2的一端面上设有与管路部件3配合的卡合部，在塑模零件半成品的一表面上还设有两个与卡合部连通的流通孔21，两个流通孔21一个为入口，一个为出口；其中，制成后的塑模零件半成品的熔点应高于管路部件(塑料)的气化温度。
具体的如图3，塑模零件半成品2的一端面为与弧形部分31弧度相同的弧面22，弧面22中间设有与弧形部分31、竖直部分32和弧形延展部33配合的回形槽23，两弧形延展部33被分隔开，被分隔开的两侧形成回形槽23的两端部，回形槽23的两端部处均向塑模零件半成品2的内部纵向延伸(即弧面的凹处指向弧面背面的方向)设有与平直部34配合的流通槽24，两个流通槽24分别与其中一个流通孔21连通；回形槽23和两个流通槽24构成卡合部。
具体的，还在弧面22的上下两端均注塑出凸沿221。
(3)、将管路部件卡合于塑模零件半成品上的卡合部中。
具体的，将管路部件3卡入卡合部后，两个平直部34分别置于两个流通槽24内并封堵住流通槽24，弧形部分31、竖直部分32和弧形延展部33置于回形槽23内。
(4)、采用与注塑塑模零件半成品时相同的材料在塑模零件半成品的弧面上继续注塑出用于形成物体一部分的凹形面4(如图4所示)，从而制成塑模零件坯材5，且管路部件3整体被包覆在塑模零件坯材内。
具体的如图4所示，第二次注塑出的凹形面4的背面中间设有包覆住塑模零件半成品2中弧面22的结合部，结合部包括两个呈上下分布并与两个凸沿221配合的卡合部41以及位于两卡合部41中间与回形槽23配合并包覆住回形槽23的包合部42；且凹形面4两端的端面与弧面22两端的端面齐平。
(5)、将塑模零件坯材5加热至管路部件的气化温度并保持恒温，使管路部件彻底气化掉，且气化后的气体从流通孔21中排出，从而在塑模零件坯材内形成与管路部件形状相同的冷却管道61。
具体的，将塑模零件坯材放入加热箱进行真空加热。
(6)、将塑模零件坯材逐渐加热至其熔点，并保持恒温一定时间使塑模零件坯材烧结定型为止，而后降温冷却，完成塑模零件坯材的加工制作，从而制成塑膜零件6。
具体的，采用阶梯式升温的方式逐渐加热至塑模零件坯材材料本身的熔点。
上述方法，步骤(1)中可采用的一体成型的方法包括注塑或3D打印等。
上述方法，步骤(2)和(4)中的注塑工艺可采用MIM(金属注射成形)工艺。
上述中，用于注塑的金属粉末可根据所需要的性能选择适合的单一金属粉末或合金粉末，比如铁粉末、铝粉末、低合金钢粉末(Fe-2Ni,Fe-8Ni)、不锈钢粉末(316L,17-4PH,420,440C)、硬质合金粉末(WC-Co)或钛合金粉末(Ti,Ti-6Al-4V)等等。
实施例2
如图9至图12所示，本实施例所示的一种散热部件(散热片)中冷却管道的制造方法，包括以下步骤：
(1)、采用塑料一体成型出与所需的冷却管道结构相同的管路部件3。
具体的如图2所示，管路部件3包括中间的内环部分35以及左右两侧依次环绕内环部分35的中部弧形部分36和外部弧形部分37，内环部分35为C形，两侧的中部环形部分36一端分别与内环部分的一端连接，两侧的中部环形部分另一端分别与相应侧的外部弧形部分一端连接，构成多环回形结构。
管路部件以内环部分中间为界形成左右镜像对称结构，且管路部件整体为扁平状。
(2)、采用金属粉末和陶瓷粉末中的一种或两种注塑出零件半成品7，在零件半成品7的一表面上设有与管路部件3配合的卡合部71，且在零件半成品上对应所述管路部件两端部的位置处均设有流通孔，即在零件半成品上还贯穿设有两个分别与卡合部71两端连通的流通孔21，两个流通孔21一个为入口，一个为出口；其中，制成后的零件半成品的熔点应高于管路部件(塑料)的气化温度。
具体的如图3，卡合部71为与管路部件3结构配合的多环回路槽，多环回路槽的两游离末端处分别与其中一个流通孔21连通，且卡合部71的深度大于或等于管路部件3的厚度。
(3)、将管路部件3卡合于零件半成品7上的卡合部71中。
具体的，将管路部件3放入卡合部71后，两侧外部弧形部分的游离末端封堵住流通孔21，防止后期注塑的粉末材料流入流通孔21中。
(4)、采用与注塑塑模零件半成品时相同的材料在零件半成品7上具有卡合部的一面继续注塑成平面，从而制成零件坯材8，且管路部件3整体被包覆在零件坯材内。
(5)、将零件坯材8加热至管路部件的气化温度并保持恒温，使管路部件彻底气化掉，且气化后的气体从流通孔中排出，从而在零件坯材内形成与管路部件形状相同的冷却管道61。
具体的，将零件坯材放入加热箱进行真空加热。
(6)、将零件坯材逐渐加热至其熔点，并保持恒温一定时间使零件坯材烧结定型为止，而后降温冷却，完成零件坯材8的加工制作，从而制成散热片9。
具体的，采用阶梯式升温的方式逐渐加热至零件坯材材料本身的熔点。
上述方法，步骤(1)中可采用的一体成型的方法包括注塑或3D打印等。
上述方法，步骤(2)和(4)中的注塑工艺可采用MIM(金属注射成形)工艺。
上述方法制作出的散热片可以直接用在需要外贴水冷方式的应用场合，比如可贴在电脑的CPU上；该方法具有适应性广的特点，无论散热片的应用场合是否苛刻和所需制作的散热片无论大小，均可以使用该方法制作，且可明显降低散热片的制作成本和提高了散热片品质；现有技术采用从实心的金属成片中进行钻孔形成冷去管道，会产品很多废料，且精度也达不到要求；尤其是在小型金属成片中进行钻孔时容易造成金属成片破碎。
上述中，用于注塑的金属粉末可根据所需要的性能选择适合的单一金属粉末或合金粉末，比如铁粉末、铝粉末、低合金钢粉末(Fe-2Ni,Fe-8Ni)、不锈钢粉末(316L,17-4PH,420,440C)、硬质合金粉末(WC-Co)或钛合金粉末(Ti,Ti-6Al-4V)等等。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种散热部件中冷却管道的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用可熔性材料一体成型出与所需的冷却管道结构相同的管路部件；所述管路部件包括弧形部分、分别设于弧形部分两端的竖直部分、分别连于其中一个竖直部的流入部分和流出部分，所述流入部分和流出部分均包括一端与所述竖直部连接的弧形延展部、与弧形延展部另一端连接并沿纵向延伸的平直部；
S2、采用金属粉末和陶瓷粉末中的一种或两种注塑出零件半成品，在零件半成品上设有用于卡合所述管路部件的卡合部，且在零件半成品上对应所述管路部件两端部的位置处均设有流通孔；其中，所述管路部件的气化温度低于所述零件半成品的熔点；
S3、将管路部件卡合于零件半成品上的卡合部中，且管路部件的两端部分别遮住相对应的流通孔；
S4、在零件半成品上继续注塑制成零件坯材，且管路部件被包覆在零件坯材内；
S5、将零件坯材加热至管路部件的气化温度并保持恒温，使管路部件彻底气化掉且气化后的气体从所述流通孔中排出，从而在零件坯材内形成与管路部件形状相同的冷却管道。
2.如权利要求1所述的散热部件中冷却管道的制造方法，其特征在于，步骤S5之后还包括以下步骤：
S6、将零件坯材加热至其熔点，并恒温使零件坯材烧结定型为止，而后降温冷却，完成零件坯材的加工制作，从而制成散热部件。
3.如权利要求1或2所述的散热部件中冷却管道的制造方法，其特征在于，所述弧形部分的两端均向上或向下弯折形成所述竖直部分，且所述竖直部分与所述弧形部分成直角状；两个所述竖直部分的游离末端均向内弯折并沿所述弧形部分的弧度方向延伸形成所述弧形延展部，且所述弧形延展部与所述弧形部分成上下平行间隔设置；两个所述弧形延展部的游离末端均向外弯折并沿纵向延伸形成所述平直部。
4.如权利要求3所述的散热部件中冷却管道的制造方法，其特征在于，所述管路部件以所述弧形部分中间为界形成左右镜像对称结构；所述弧形部分、竖直部分、弧形延展部和平直部均为扁平状。
5.如权利要求4所述的散热部件中冷却管道的制造方法，其特征在于，步骤S2中，所述零件半成品的一端面为与所述弧形部分弧度相同的弧面，所述弧面中间设有与所述弧形部分、竖直部分和弧形延展部配合的回形槽，所述回形槽的两端部处均向零件半成品的内部纵向延伸设有与所述平直部配合的流通槽，两个流通槽的内侧端分别与其中一个所述流通孔连通；所述回形槽和两个流通槽构成所述卡合部。
6.如权利要求5所述的散热部件中冷却管道的制造方法，其特征在于，步骤S3中，将所述管路部件卡合于所述卡合部后，所述平直部置于所述流通槽内并封堵住流通槽，所述弧形部分、竖直部分和弧形延展部置于所述回形槽内。
7.如权利要求6所述的散热部件中冷却管道的制造方法，其特征在于，步骤S4中，采用与零件半成品相同的材料在所述弧面上继续注塑出用于形成物体一部分的凹形面，且所述凹形面整体包覆住所述管路部件，从而制成零件坯材。
8.如权利要求1所述的散热部件中冷却管道的制造方法，其特征在于，所述可熔性材料为塑料；所述金属粉末为单一金属粉末或合金粉末。
9.一种散热部件中冷却管道的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用可熔性材料一体成型出与所需的冷却管道结构相同的管路部件；所述管路部件包括中间的内环部分以及左右两侧依次环绕内环部分的中部弧形部分和外部弧形部分，所述内环部分为C形，两侧的中部环形部分一端分别与内环部分的一端连接，两侧的中部环形部分另一端分别与相应侧的外部弧形部分一端连接；
S2、采用金属粉末和陶瓷粉末中的一种或两种注塑出零件半成品，在零件半成品上设有用于卡合所述管路部件的卡合部，且在零件半成品上对应所述管路部件两端部的位置处均设有流通孔；其中，所述管路部件的气化温度低于所述零件半成品的熔点；
S3、将管路部件卡合于零件半成品上的卡合部中，且管路部件的两端部分别遮住相对应的流通孔；
S4、在零件半成品上继续注塑制成零件坯材，且管路部件被包覆在零件坯材内；
S5、将零件坯材加热至管路部件的气化温度并保持恒温，使管路部件彻底气化掉且气化后的气体从所述流通孔中排出，从而在零件坯材内形成与管路部件形状相同的冷却管道。
10.如权利要求9所述的散热部件中冷却管道的制造方法，其特征在于，所述可熔性材料为塑料；所述金属粉末为单一金属粉末或合金粉末。
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