CN110744751A - 一种注塑用模具的3d打印反嫁接成型制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法，具体成型步骤如下：1)模具端部成型：模具端部采用模具钢加工成型，根据产品形状将模具钢的端部加工成相应形状，并将模具钢的底部加工成与模具钢端部一致的形状，将模具端部加工成与产品形状相适应的片状；2)冷却传导垫块加工：冷却传导垫块采用热传导性能极佳的金属材料或合金材料制成，冷却传导垫块镶嵌装置到模具钢底部，并将冷却传导垫块的底部加工成平面状；3)模具芯部成型：所述模具芯部的内部设置有随形水路，所述模具芯部以及随形水路采用3D打印成型加工。本发明能够缩短3D打印成型的耗时，缩减成本，并能够确保模具注塑端面的平整度，且能够有效进行残余粉末排除。

Description

一种注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法

技术领域

本发明涉及注塑用模具制造技术领域，具体是指一种注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法。

背景技术

注塑模具是一种生产塑胶制品的工具，也是赋予塑胶制品完整结构和精确尺寸的工具。由于注塑模具在进行注塑生产时，需要具备冷却效果，因此现有的注塑模具本身一般都会通过机加工方式分布设置有相应的冷却水路。由于许多注塑产品的形状是呈不规则曲面状的，比如鼠标的顶盖是成上凸的弧面状，这就要求注塑模具与注塑材料的接触面成不规则形状。通过机加工所形成的冷却水路多为直线型，难以适应不规则的曲面，无法形成随型水路，容易导致冷却效果不均匀。

为了实现随形水路的加工，现有的注塑模具经常采用整体3D金属打印的方法进行制造。目前，注塑模具采用3D金属打印设备进行制造的方式主要有两种，一种是通过基础部的设置，然后于基础部上进行注塑部3D打印成型，并在注塑部的3D打印成型过程中，于注塑部内部实现随形水路的3D打印成型加工。如专利号为“CN201810673917.6”的发明专利所公开的“一种注塑模具的制作方法及3D打印注塑模具”，通过将注塑模具的结构分为两部分，一部分作为基础部(铍铜部)，并于基础部上进行直线水路加工，然后在基础部上进行注塑部(钢材部)3D打印加工，通过3D打印的方式进行在基础部上进行注塑部加工，并在3D打印制造的过程中实现注塑部内的随形水路加工。这样的制造方式，模具的注塑部整体需要完全通过3D打印成型，存在耗时长、制造成本高的缺陷；还有就是3D打印的模具注塑部的表面难以达到传统模具钢所具有的平整度，就是经过铣床和磨床进行二次加工，由于材料问题，其表面平整度也难以达到传统模具钢加工所具有的平整度。

还有一种是通过反向打印的方式，如专利号为“CN201621331693.3”的实用新型专利所公开的“注塑胶位冷却钢材反向3D打印随形运水水路的模具镶件”。通过注塑位冷却钢板的设置，于注塑位冷却钢板的背面实现反向3D打印，有效对模具基体进行成型制造，并在模具基体的3D打印成型过程中，实现随型水路的3D打印成型加工。但是这样的反向3D打印对于形状呈不规则曲面状的模具而言，无疑是行不通的。因为3D金属打印加工是要在平面上进行的，如果将注塑位冷却钢板的端面设置成不规则状，将注塑位冷却钢板的底面设置成平面状，那么3D金属打印进行注塑模具加工的意义也将彻底失去，其冷却效果一样存在不均匀的问题。

以上两种制造方法均还存在一个问题就是3D金属打印过程中，所产生的金属粉末残余会分散于整个随型水道内。如果不清理，后续冷却液通入时，容易导致粉末粘黏在随型水道内，给后续的使用埋下隐患。现有的清理方式，一般都是通过大气流的压缩空气进行冲击，从而实现粉末清除，但是由于随型水道结构复杂且存在盘绕，粉末极易在大气流的压缩空气的冲击下，于随形水路内壁产生机械咬合，直接形成堵死，严重时，甚至会造成模具报废。

因此，在确保冷却均匀到位的基础上，研发一款既能够有效缩短3D打印成型的耗时，缩减成本，并能够确保模具注塑端面的平整度，同时能够有效适应不规则曲面的模具的加工，且能够有效进行残余粉末排除，从而有效确保随形水路的使用效果的注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法是本发明的研发目的。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供一种注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法，该注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法能够有效解决上述现有技术存在的问题。

本发明的技术方案是：

1.一种注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法，具体成型步骤如下：

1)模具端部成型：模具端部采用模具钢加工成型，通过机加工方式有效根据产品形状将模具钢的端部加工成相应形状，并将模具钢的底部加工成与模具钢端部一致的形状，将模具端部加工成与产品形状相适应的片状；

2)冷却传导垫块加工：冷却传导垫块采用热传导性能极佳的金属材料或合金材料制成，冷却传导垫块的端部加工成与模具钢底部一致的形状，且将上述冷却传导垫块镶嵌装置到所述模具钢底部，并将冷却传导垫块的底部加工成平面状；

3)模具芯部成型：将所述冷却传导垫块倒置，然后于所述冷却传导垫块的底部平面上进行模具芯部成型加工，所述模具芯部的内部设置有随形水路，所述随形水路的顶端面与所述冷却传导垫块的底面相接触，随形水路还包含有至少一个出水通道和至少一个进水通道，所述模具芯部以及随形水路采用3D打印成型加工。

所述步骤3)模具芯部成型之后，还包含有步骤4)随形水路内粉末清除：将压缩空气通过随形水路的进水通道接入，粉末清除过程中，压缩空气的风压成阶梯式逐步递增。

所述步骤4)随形水路内粉末清除过程中，所述压缩空气的风压从100Pa逐步递增至650Pa，每隔1min，风压增加50Pa。

所述步骤3)模具芯部成型过程中，随形水路包含有两个向下倾斜延伸至模具芯部外侧的出水通道，所述出水通道的出水口为所述随形水路的最低端。

所述步骤3)模具芯部成型过程中，随形水路包含有两个向外延伸至模具芯部外侧的进水通道，所述进水通道的进水口为所述随形水路的最高端。

所述冷却传导垫块采用铍铜材料进行机加工后得到。

冷却传导垫块通过相应的紧固螺栓锁紧到所述模具钢底部。

本发明的优点：

1)本发明的模具端部采用模具钢加工成型，通过模具钢进行模具端部制备，并通过机加工方式将其加工成与产品形状相适应的片状，以适应不规则曲面的模具的注塑加工，以及确保成型加工后的注塑模具的注塑端面具有足够的平整度。

2)本发明在模具端部的基础上加入了冷却传导垫块，冷却传导垫块采用热传导性能极佳的金属材料或合金材料制成，并且将冷却传导垫块的端部加工成与模具钢底部一致的形状，确保冷却传导垫块能够顺利实现与模具钢底部的配合安装，同时有效提高冷却传导垫块与模具端部的接触面，有效确保热交换的传递速度。

在实现冷却传导垫块顺利安装的基础上，本发明还将冷却传导垫块的底部加工成平面状，使后续的3D金属打印加工得以顺利进行，有效确保本发明的实用效果。

3)本发明的模具芯部的内部设置有随形水路，随形水路的顶端面与冷却传导垫块的底面相接触，模具芯部以及随形水路采用3D打印成型加工。通过将随形水路的顶端面与冷却传导垫块的底面相接触，实现冷却介质与冷却传导垫块的高效充分接触，有效确保冷却效果。而且将需要进行3D金属打印加工的部分缩减至模具芯部(随形水路)，在确保冷却效果和适应不规则曲面注塑模具加工的基础上，大幅降低了3D金属打印加工的作业量，有效大幅缩短3D打印成型的耗时和缩减成本。

4)本发明在随形水路内粉末清除的过程中，压缩空气的风压从100Pa逐步递增至650Pa，每隔1min，风压增加50Pa。通过逐步递增的方式，有效逐步将颗粒较轻的粉末颗粒逐步吹离随形水路，随着风压的逐步递增，逐步将颗粒较大的粉末也吹离随形水路，有效进行残余粉末排除，防止随形水路因堵塞而产生失效问题，从而有效确保随形水路的使用效果。

5)本发明的随形水路包含有两个向下倾斜延伸至模具芯部外侧的出水通道和两个向外延伸至模具芯部外侧的进水通道，并将出水通道的出水口设置为随形水路的最低端，将进水通道的进水口设置为随形水路的最高端。有效确保粉末清除过程中的气体流通和残余粉末的排除更加顺畅，提高粉末的清除效果，同时能够确保后续的冷却介质在循环过程中的流通顺畅程度，进一步提高本发明的使用效果。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为本发明实施例二的结构示意图。

图3为本发明的随形水路的结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：

实施例一：

参考图1，一种注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法(本实施例所制作的注塑模具为鼠标上盖生产用凸模)，具体成型步骤如下：

1)模具端部1成型：模具端部1采用模具钢加工成型，通过机加工方式有效根据产品形状将模具钢的端部加工成凸起的弧面状，并将模具钢的底部加工成与模具端部一致的凸起的弧面状，将模具端部1加工成与产品形状相适应的片状；

2)冷却传导垫块2加工：冷却传导垫块2采用热传导性能极佳的铍铜材料制成，冷却传导垫块2的端部加工成与模具钢底部一致的凸起的弧面状，且通过相应的紧固螺栓3将上述冷却传导垫块2镶嵌锁紧到到所述模具钢底部，并将冷却传导垫块2的底部加工成平面状；

3)模具芯部4成型：将所述冷却传导垫块2倒置，然后于所述冷却传导垫块2的底部平面上进行模具芯部4成型加工，如图3所示，所述模具芯部4的内部设置有随形水路5，所述随形水路5的顶端面与所述冷却传导垫块2的底面相接触，随形水路5还包含有两个向下倾斜延伸至模具芯部4外侧的出水通道501，所述出水通道501的出水口为所述随形水路5的最低端；随形水路5还包含有两个向外延伸至模具芯部4外侧的进水通道502，所述进水通道502的进水口为所述随形水路5的最高端；所述模具芯部4以及随形水路5采用3D打印成型加工；

4)随形水路5内粉末清除：将压缩空气通过随形水路5的进水通道502接入，粉末清除过程中，压缩空气的风压成阶梯式逐步递增，所述压缩空气的风压从100Pa逐步递增至650Pa，每隔1min，风压增加50Pa。

实施例二：

参考图2，一种注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法(本实施例所制作的注塑模具为鼠标上盖生产用凹模)，具体成型步骤如下：

1)模具端部1成型：模具端部1采用模具钢加工成型，通过机加工方式有效根据产品形状将模具钢的端部加工成内凹的弧面状，并将模具钢的底部加工成与模具端部一致的内凹的弧面状，将模具端部1加工成与产品形状相适应的片状；

2)冷却传导垫块2加工：冷却传导垫块2采用热传导性能极佳的铍铜材料制成，冷却传导垫块2的端部加工成与模具钢底部一致的内凹的弧面状，且通过相应的紧固螺栓3将上述冷却传导垫块2镶嵌锁紧到到所述模具钢底部，并将冷却传导垫块2的底部加工成平面状；

3)模具芯部4成型：将所述冷却传导垫块2倒置，然后于所述冷却传导垫块2的底部平面上进行模具芯部4成型加工，如图3所示，所述模具芯部4的内部设置有随形水路5，所述随形水路5的顶端面与所述冷却传导垫块2的底面相接触，随形水路5还包含有两个向下倾斜延伸至模具芯部4外侧的出水通道501，所述出水通道501的出水口为所述随形水路5的最低端；随形水路5还包含有两个向外延伸至模具芯部外侧的进水通道502，所述进水通道502的进水口为所述随形水路5的最高端；所述模具芯部4以及随形水路5采用3D打印成型加工；

4)随形水路5内粉末清除：将压缩空气通过随形水路5的进水通道502接入，粉末清除过程中，压缩空气的风压成阶梯式逐步递增，所述压缩空气的风压从100Pa逐步递增至650Pa，每隔1min，风压增加50Pa。

通过实施例一所产出的鼠标上盖生产用凸模，整体的制造成本为3500元，与传统的整体3D金属打印相比，成本缩减了至少25％；通过实施例二所产出的鼠标上盖生产用凹模，整体的制造成本为4500元，与传统的整体3D金属打印相比，成本缩减了至少30％。将实施例一以及实施例二所制备的注塑模具组合后进行批量化鼠标上盖生产，所产出的鼠标上盖的合格率达99％以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法，其特征在于，具体成型步骤如下：

1)模具端部成型：模具端部采用模具钢加工成型，通过机加工方式有效根据产品形状将模具钢的端部加工成相应形状，并将模具钢的底部加工成与模具钢端部一致的形状，将模具端部加工成与产品形状相适应的片状；

2)冷却传导垫块加工：冷却传导垫块采用热传导性能极佳的金属材料或合金材料制成，冷却传导垫块的端部加工成与模具钢底部一致的形状，且将上述冷却传导垫块镶嵌装置到所述模具钢底部，并将冷却传导垫块的底部加工成平面状；

3)模具芯部成型：将所述冷却传导垫块倒置，然后于所述冷却传导垫块的底部平面上进行模具芯部成型加工，所述模具芯部的内部设置有随形水路，所述随形水路的顶端面与所述冷却传导垫块的底面相接触，随形水路还包含有至少一个出水通道和至少一个进水通道，所述模具芯部以及随形水路采用3D打印成型加工。

2.根据权利要求1所述的一种注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法，其特征在于：所述步骤3)模具芯部成型之后，还包含有步骤4)随形水路内粉末清除：将压缩空气通过随形水路的进水通道接入，粉末清除过程中，压缩空气的风压成阶梯式逐步递增。

3.根据权利要求2所述的一种注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法，其特征在于：所述步骤4)随形水路内粉末清除过程中，所述压缩空气的风压从100Pa逐步递增至650Pa，每隔1min，风压增加50Pa。

4.根据权利要求1所述的一种注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法，其特征在于：所述步骤3)模具芯部成型过程中，随形水路包含有两个向下倾斜延伸至模具芯部外侧的出水通道，所述出水通道的出水口为所述随形水路的最低端。

5.根据权利要求1所述的一种注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法，其特征在于：所述步骤3)模具芯部成型过程中，随形水路包含有两个向外延伸至模具芯部外侧的进水通道，所述进水通道的进水口为所述随形水路的最高端。

6.根据权利要求1所述的一种注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法，其特征在于：所述冷却传导垫块采用铍铜材料进行机加工后得到。

7.根据权利要求6所述的一种注塑用模具的3D打印反嫁接成型制作方法，其特征在于：所述冷却传导垫块通过相应的紧固螺栓锁紧到所述模具钢底部。

Images