CN112140472A - 模块化3d打印模具及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模块化3D打印模具及其制作方法，所述模块化3D打印模具包括基座、与所述基座相适配的模架以及可拆卸设置于所述基座和所述模架之间的可替换式模芯，所述可替换式模芯被设置由3D金属打印成型，本发明通过模块化设计，将所述模块化3D打印模具分为为所述基座、所述模架以及所述可替换式模芯的方式，并基于不同产品的结构和形状，通过3D金属打印技术形成所述模块化3D打印模具的核心部分，即通过3D金属打印技术形成所述可替换式模芯的方式，有利于缩短所述模块化3D打印模具的制作周期和降低所述模块化3D打印模具的制作成本，并实现了所述基座和所述模架的通用，有利于避免资源浪费。

Description

模块化3D打印模具及其制作方法

技术领域

本发明涉及塑胶模具制造技术领域，特别是涉及一种模块化3D打印模具及其制作方法。

背景技术

传统模具设计一般是通过金属机器加工，精细化操作，从而达到注塑产品的要求。传统模具都是一体成型，材料一般都以模具钢为主。传统模具的精细化加工的时间非常长，通常需要6-8周的时间。针对不同的产品，需要设计不同的模具，对于小量化定制产品来讲，重新制作新的模具一方面需要花费较长的开模时间，另一方面还会导致高昂的开模费用。而且，由于不同产品的形状和结构不同，所以不同产品的模具不能通用，导致一些模具使用一次之后就失去使用价值，造成大量资源的浪费。

另外，对于一些结构和形状比较复杂的产品来讲，其注塑模具如果使用普通金属机器加工设计，非常难以成型，也就是说，普通金属机器加工得到的模具难以满足一些结构和形状比较复杂的产品的注塑需求。例如异形水路，异形水路管道复杂，一般要配合模具设计和模温来设计，普通机加工几乎难以实现。为解决复杂产品的注塑模具成型问题，虽然目前市面上也有采用3D金属打印成型的模具，但是这些模具通常都是一体成型，不同产品的模具的部件之间不可通用，造成资源浪费，而且针对不同的产品，均需采用3D金属打印技术重新制作一套新的模具，制作周期较长，模具制作成本高昂。

发明内容

本发明的一目的是，提供一种模块化3D打印模具及其制作方法，所述模块化3D打印模具被设计成模块化，并采用3D金属打印技术成型，制作周期短，制作成本低。

本发明的另一目的是，提供一种模块化3D打印模具及其制作方法，通过将所述模块化3D打印模具模块化设计为基座、模架以及可替换式模芯的方式，并基于不同产品的结构和形状通过3D金属打印技术形成所述可替换式模芯的方式，将所述模块化3D打印模具的核心部分通过3D金属打印技术成型，有利于缩短所述模块化3D打印模具的制作周期和降低所述模块化3D打印模具的制作成本。

本发明的另一目的是，提供一种模块化3D打印模具及其制作方法，通过将所述模块化3D打印模具模块化设计的方式，和引入3D金属打印技术形成所述可替换式模芯的方式，能够将所述模块化3D打印模具的制作周期缩短在2周以内，大幅度地缩短了所述模块化3D打印模具的制作周期，提高了所述模块化3D打印模具的制作效率。

本发明的另一目的是，提供一种模块化3D打印模具及其制作方法，其中通过更换由3D金属打印成型的所述可替换式模芯的方式，能够快速形成能够满足不同产品的结构和形状需求的所述模块化3D打印模具。

本发明的另一目的是，提供一种模块化3D打印模具及其制作方法，所述基座和所述模架以及所述可替换式模芯之间相互适配，即所述基座、所述模架以及所述可替换式模芯的尺寸被设定在一个尺寸范围内，因此所述基座和所述模架可以通用，有利于降低所述模块化3D打印模具的制作成本和避免资源浪费。

本发明的另一目的是，提供一种模块化3D打印模具及其制作方法，由于所述基座、所述模架以及所述可替换式模芯的尺寸被设定在一个尺寸范围内，所述可替换式模芯与所述基座和所述模架之间的装配不会产生缝隙，有利于避免所述模块化3D打印模具在注塑时产生漏胶现象，从而有利于确保注塑成品的质量。

本发明的另一目的是，提供一种模块化3D打印模具及其制作方法，采用3D金属打印技术形成所述可替换式模芯的方式，可以实现普通金属机器加工难以实现的水路设计，有利于使得所述模块化3D打印模具能够满足结构复杂的产品的注塑需求。

本发明的另一目的是，提供一种模块化3D打印模具及其制作方法，采用3D金属打印技术形成所述可替换式模芯的方式，能够于所述可替换式模芯形成3D打印随形冷却系统，有利于解决传统塑胶模具冷却不均匀而造成注塑产品缩水变形的问题，既有利于确保注塑成品的质量。

为实现以上至少一目的，本发明提供一种模块化3D打印模具，包括基座、与所述基座相适配的模架以及可拆卸设置于所述基座和所述模架之间的可替换式模芯，所述可替换式模芯被设置由3D金属打印成型。

在本发明的一实施例中，所述可替换式模芯包括上模和与所述上模相适配的下模，所述下模具有模腔和贯通于所述模腔的注胶通道，所述模腔的形状基于目标产品的结构和形状由3D金属打印成型。

在本发明的一实施例中，所述可替换式模芯还包括多个穿孔和多个模具顶针，所述穿孔均匀设置于所述下模并贯通于所述模腔，所述模具顶针设置于对应的所述穿孔，以用于在所述模块化3D打印模具注塑时顶出目标产品。

在本发明的一实施例中，所述可替换式模芯的所述上模和所述下模通过相卡扣的方式形成连接的状态。

在本发明的一实施例中，所述可替换式模芯被设置有3D打印随形冷却系统。

在本发明的一实施例中，所述基座和所述模架之间界定有装配槽，所述可替换式模芯的形状和大小与所述装配槽相适配，所述可替换式模芯被设置于所述装配槽，所述基座和所述模架通过多个固定件相互连接。

本发明在另一方面还提供了一种模块化3D打印模具的制作方法，包括以下步骤：

基于目标产品的结构和形状，通过3D金属打印的方式形成可替换式模芯；和

将所述可替换式模芯设置于基座和模架之间界定形成的装配槽，并通过多个固定件将所述基座和所述模架固定，以形成所述可替换式模芯被固定于所述装配槽的状态。

在本发明的一实施例中，所述模块化3D打印模具的制作方法还包括步骤：基于目标产品的结构和形状，通过3D金属打印的方式在所述可替换式模芯形成3D打印随形冷却系统。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

附图说明

图1为根据本发明的一优选实施例的所述模块化3D打印模具的结构示意图。

图2为根据本发明的上述优选实施例的所述模块化3D打印模具的侧视示意图。

图3为根据本发明的上述优选实施例的所述模块化3D打印模具的俯视示意图。

图4为根据本发明的上述优选实施例的所述模块化3D打印模具的俯视示意图。

图5为根据本发明的上述优选实施例的所述模块化3D打印模具的可替换式模芯的立体结构示意图。

图6为根据本发明的上述优选实施例的所述模块化3D打印模具的所述可替换式模芯的爆炸示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、形变方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图6所示，根据本发明的一优选实施例的模块化3D打印模具10的具体结构被阐明。如图1至图6所示，所述模块化3D打印模具10包括基座11、与所述基座11相适配的模架12以及可拆卸设置于所述基座11和所述模架12之间的可替换式模芯13，所述可替换式模芯13被设置由3D金属打印成型。

可以理解的是，本发明通过将所述模块化3D打印模具10模块化设计为所述基座11、所述模架12以及所述可替换式模芯13的方式，并基于不同产品的结构和形状通过3D金属打印技术形成所述可替换式模芯13的方式，将所述模块化3D打印模具10的核心部分通过3D金属打印技术成型，有利于缩短所述模块化3D打印模具10的制作周期和降低所述模块化3D打印模具10的制作成本。

具体地，通过将所述模块化3D打印模具10模块化设计为所述基座11、所述模架12以及所述可替换式模芯13的方式，并基于不同产品的结构和形状通过3D金属打印技术形成所述可替换式模芯13的方式，将所述模块化3D打印模具10的核心部分通过3D金属打印技术成型，能够将所述模块化3D打印模具10的制作周期缩短在2周以内，大幅度地缩短了所述模块化3D打印模具10的制作周期，提高了所述模块化3D打印模具10的制作效率。

可以理解的是，采用3D金属打印技术形成所述可替换式模芯13的方式，可以实现普通金属机器加工难以实现的水路设计，有利于使得所述模块化3D打印模具10能够满足结构复杂的产品的注塑需求。

还可以理解的是，采用3D金属打印技术形成所述可替换式模芯13的方式，能够于所述可替换式模芯13形成3D打印随形冷却系统，有利于解决传统塑胶模具冷却不均匀而造成注塑产品缩水变形的问题，既有利于确保注塑成品的质量。

也就是说，本发明的所述可替换式模芯13被设置有3D打印随形冷却系统，因此在所述模块化3D打印模具10被用于注塑时，能够确保注塑成品冷却均匀，有利于确保注塑成品的质量。

值得一提的是，所述基座11和所述模架12之间界定有装配槽101，所述可替换式模芯13的形状和大小与所述装配槽101相适配，所述可替换式模芯13被设置于所述装配槽101，所述基座11和所述模架12通过多个固定件102相互连接。

可以理解的是，所述可替换式模芯13的形状和大小与所述装配槽101相适配，即所述基座11和所述模架12之间界定形成的所述装配槽101的尺寸和所述可替换式模芯13的尺寸被设定在一个尺寸范围内，因此通过更换由3D金属打印成型的所述可替换式模芯13的方式，能够快速形成能够满足不同产品的结构和形状需求的所述模块化3D打印模具10。而且，所述基座11和所述模架12可以通用，有利于降低所述模块化3D打印模具10的制作成本和避免资源浪费。

还可以理解的是，所述基座11和所述模架12之间界定形成的所述装配槽101的尺寸和所述可替换式模芯13的尺寸被设定在一个尺寸范围内，因此在不改变所述可替换式模芯13的尺寸的情况下，基于不同产品的结构和形状，通过3D金属打印技术形成所述可替换式模芯13能够与所述装配槽101相适配，也就是说，在所述可替换式模芯13被设置于所述装配槽101时，所述基座11、所述模架12以及所述可替换式模芯13三者之间的装配组装不会产生缝隙，因此在所述模块化3D打印模具10被用于注塑时，不会产生漏胶的情况，由此，有利于确保注塑成品的质量。

进一步地，如图3和图6所示，所述可替换式模芯13包括上模131和与所述上模131相适配的下模132，所述下模132具有模腔133和贯通于所述模腔133的注胶通道134，所述模腔133的形状基于目标产品的结构和形状由3D金属打印成型。

值得一提的是，所述可替换式模芯13还包括多个穿孔136和多个模具顶针135，所述穿孔136均匀设置于所述下模132并贯通于所述模腔133，所述模具顶针135设置于对应的所述穿孔136，以用于在所述模块化3D打印模具10注塑时顶出目标产品20。

此外，还值得一提的是，所述可替换式模芯13的所述上模131和所述下模132通过相卡扣的方式形成连接的状态。在本发明的一些实施例中，所述可替换式模芯13的所述上模131和所述下模132也可以通过螺钉连接的方式形成相互连接的状态，本发明对此不作限制。

可以理解的是，本发明在另一方面还提供了一种模块化3D打印模具10的制作方法，包括以下步骤：

基于目标产品的结构和形状，通过3D金属打印的方式形成可替换式模芯13；和

将所述可替换式模芯13设置于基座11和模架12之间界定形成的装配槽101，并通过多个固定件102将所述基座11和所述模架12固定，以形成所述可替换式模芯13被固定于所述装配槽101的状态。

值得一提的是，所述模块化3D打印模具10的制作方法还包括步骤：基于目标产品的结构和形状，通过3D金属打印的方式在所述可替换式模芯13形成3D打印随形冷却系统。

此外，还值得一提的是，本发明的所述模块化3D打印模具10的所述基座11和所述模架12可以通过机加工实现，并在一定的尺寸范围内实现共用，所述可替换式模芯13由3D金属打印技术快速成型，以缩短所述模块化3D打印模具10的制作周期。

可以理解的是，本发明将所述模块化3D打印模具10模块化设置，并引入3D金属打印技术，将所述模块化3D打印模具10的核心部件，即所述可替换式模芯13通过3D金属打印技术形成，从而缩短所述模块化3D打印模具10的生产周期，而且所述模块化3D打印模具10的所述基座11和所述模架12可以通用，对于不同结构和形状的定制产品，仅需通过3D金属打印技术打印所述可替换式模芯13，更换所述可替换式模芯13，即可以快速形成能够满足不同定制产品的注塑需求的所述模块化3D打印模具10，以此既缩短了所述模块化3D打印模具10的制作周期，降低了制作成本，还避免了资源浪费。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.模块化3D打印模具，其特征在于，包括基座、与所述基座相适配的模架以及可拆卸设置于所述基座和所述模架之间的可替换式模芯，所述可替换式模芯被设置由3D金属打印成型。

2.根据权利要求1所述的模块化3D打印模具，其特征在于，所述可替换式模芯包括上模和与所述上模相适配的下模，所述下模具有模腔和贯通于所述模腔的注胶通道，所述模腔的形状基于目标产品的结构和形状由3D金属打印成型。

3.根据权利要求2所述的模块化3D打印模具，其特征在于，所述可替换式模芯还包括多个穿孔和多个模具顶针，所述穿孔均匀设置于所述下模并贯通于所述模腔，所述模具顶针设置于对应的所述穿孔。

4.根据权利要求2所述的模块化3D打印模具，其特征在于，所述可替换式模芯的所述上模和所述下模通过相卡扣的方式形成连接的状态。

5.根据权利要求1-4中任一所述的模块化3D打印模具，其特征在于，所述可替换式模芯被设置有3D打印随形冷却系统。

6.根据权利要求5所述的模块化3D打印模具，其特征在于，所述基座和所述模架之间界定有装配槽，所述可替换式模芯的形状和大小与所述装配槽相适配，所述可替换式模芯被设置于所述装配槽，所述基座和所述模架通过多个固定件相互连接。

7.模块化3D打印模具的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于目标产品的结构和形状，通过3D金属打印的方式形成可替换式模芯；和

将所述可替换式模芯设置于基座和模架之间界定形成的装配槽，并通过多个固定件将所述基座和所述模架固定。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括步骤：基于目标产品的结构和形状，通过3D金属打印的方式在所述可替换式模芯形成3D打印随形冷却系统。

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