一種基于三維打印的模具制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模具的制造方法，尤其涉及一種基于三維打印技術的模具制造方法。
【背景技術】
[0002]模具是指能生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的零件的一種生產(chǎn)工具。在生產(chǎn)、生活中，約80%的物件都是模具加工制作的，我們無時無刻不接觸著模具生產(chǎn)的產(chǎn)品，可以說，模具是工業(yè)之母。
[0003]但是，大多數(shù)的注射成型模具中都有冷卻水路系統(tǒng)，也即是水路。模具水路設計的好壞直接影響著產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)成本?，F(xiàn)有模具水路的設計由于受加工方法的影響，只能設計出簡單的水路，嚴重制約了水路的冷卻效果。而模具的整體加工方法上，現(xiàn)有模具要經(jīng)歷一個從下料到粗精加工的較長過程，中間任何一個環(huán)節(jié)的失誤都可能導致模具報廢。故從整體上講，傳統(tǒng)模具從設計到制造上都受到較大的制約。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種基于三維打印的模具制造方法，其既能解決傳統(tǒng)模具水路冷卻效果不佳的設計問題，又能解決傳統(tǒng)模具加工周期長工藝過程復雜的問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于三維打印的模具制造方法，其特征在于，包括以下步驟:設計模具三維圖形；設計模具三維圖形內(nèi)部的水路；判斷水路是否符合三維打印的標準:如果該水路不符合三維打印標準，則需要返回設計模具三維圖形內(nèi)部水路的步驟，以重新設計水路；如果該水路符合三維打印的標準，則繼續(xù)后續(xù)步驟；分析水路是否符合模具冷卻效果:如果水路不符合模具冷卻效果，則重返設計模具三維圖形內(nèi)部水路的步驟，如果水路符合模具冷卻效果，則繼續(xù)后續(xù)步驟；利用三維打印機打印模具圖形，形成模具。
[0006]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，判斷水路是否符合三維打印的標準這一步驟中，具體判斷:打印模具的外側(cè)面與水平面之間的角度以及打印模具的水平懸空面是否符合打印標準。
[0007]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，當模具打印方向的外側(cè)面為斜面時，斜面與水平面間的角度大于40度，且模具水平懸空面不大于Imm時，為符合三維打印的標準。
[0008]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，分析水路是否符合模具冷卻效果步驟中，具體為:通過模擬熔融狀態(tài)的填充物在模具三維圖形的水路中流動、填充、冷卻、成型，在該模擬過程中，若模擬結(jié)果達到既定要求，則符合模具冷卻效果；若模擬結(jié)果無法達到既定要求，則不符合模具冷卻效果。
[0009]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，利用三維打印機打印模具圖形以形成模具這一步驟中，具體包括以下步驟:將三維模型圖形轉(zhuǎn)換為三角形單元圖形；確定模具加工位置；確定加工位置后，將三角形單元圖形處理為切層圖形；將切層圖形分層打印，直至打印完成，形成模具。
[0010]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，確定模具加工位置時，對模具圖形進行擺放處理，直至確定具體的擺放位置，該擺放位置即為三維打印的加工位置。
[0011]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，打印完成的模具從三維打印機中取出，對模具的表面進行精加工處理。
[0012]本發(fā)明所具有的優(yōu)勢在于，
[0013](I)將模具水路設計與3D打印工藝結(jié)合，根據(jù)3D打印逐層疊加、堆積成型的原理，模具水路的設計不受加工方法的制約，設計者可以發(fā)揮自己的想象，并結(jié)合分析軟件設計出一個最優(yōu)化的水路；
[0014](2)模具加工從完全由傳統(tǒng)機加工方法加工成型到先3D打印加工再到表面精加工，縮短了加工周期，減少了加工風險；
[0015](3)通過優(yōu)化模具水路的設計，提高了模具的冷卻效果，達到提高生產(chǎn)率和獲得更大經(jīng)濟效益的目的。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明中基于三維打印的模具制造方法的示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明中實施例一的示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明中實施例二的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面，通過示例性的實施方式對本發(fā)明進行具體描述。然而應當理解，在沒有進一步敘述的情況下，一個實施方式中的元件、結(jié)構和特征也可以有益地結(jié)合到其他實施方式中。
[0020]參見圖1，是本發(fā)明中基于三維打印的模具制造方法的示意圖，如圖所示，基于三維打印的模具制造方法，包括以下步驟:
[0021]設計三維模具圖形:根據(jù)目標模具的外形以及用途，利用三維繪圖軟件(該三維繪圖軟件可為SolidWorks、三維CAD等，此處不限定)對模具的結(jié)構以及外形進行設計；
[0022]設計模具三維圖形內(nèi)部的水路:在上述三維繪圖軟件中，在上述繪制完成的模具三維圖形內(nèi)部設計水路的尺寸以及形狀，該水路的設計要根據(jù)上述模具的大小以及該模具具體使用的場所等具體確定，在設計水路時，水路尺寸、水路條數(shù)、水路形狀以及水路大小均不限定，例如，水路尺寸可為不等，水路形狀可為圓形截面、橢圓形截面、菱形截面、三角形截面或者其他便于冷卻三維模具的形狀，此處不做具體限定，水路形狀的選擇一般需要參考其模具大小，作為一個實施例，當水路直徑為4mm時，選擇圓形截面的水路，當模具尺寸較小且水路直徑小于4_時，優(yōu)選非圓形截面的水路；需要說明的是，模具均有一對或者幾對進水口與出水口，每對進水口與出水口之間均有一條或多條水路，水路的條數(shù)一般由冷卻要求和流量要求決定，此均為本領域技術人員所能輕易想到的，因此在此不再贅述，另外，對于水路，要求其設計能對模具進行全方位的冷卻，水路的各截面流量要與進出水口流量一致；
[0023]確定水路與模具體表面間距離及模具水路間距離:水路與模具體表面間距離一般在2?6mm之間，模具水路間距離一般大于2mm ；
[0024]判斷水路是否符合三維打印的標準:根據(jù)模具打印的擺放形式，確定水路是否符合三維打印的標準，具體為判斷打印模具的外側(cè)面與水平面之間的角度以及打印模具的水平懸空面是否符合打印標準:當打印方向的外側(cè)面為斜面時，斜面與水平面間的角度應大于40度，水平懸空面不能大于Imm ;如果該水路不符合三維打印標準，則需要返回設計三維模具圖形內(nèi)部水路的步驟，以重新設計水路；如果該水路符合三維打印的標準，則繼續(xù)后續(xù)步驟；
[0025]分析水路是否符合模具冷卻效果:在水路設計完成并且符合上述三維打印標準時，利用模流分析軟件對模具內(nèi)部的水路分析，該模流分析軟件可為現(xiàn)有技術中的Moldflow、Moldex3D、PROCAST, FL0W3D等軟件，在該模流分析軟件中，通過模擬熔融狀態(tài)的填充物在三維模具圖形的水路中流動、填充、冷卻、成型，在該模擬過程中，若模擬結(jié)果達到既定要求，則符合模具冷卻效果；若模擬結(jié)果無法達到既定要求，則不符合模具冷卻效果；其中上述所說既定要求為本領域?qū)τ诒灸Ａ鞣治龅钠毡橐髽藴?，此處不做特殊要求。此處也可同步分析整個模具的參數(shù)指標，例如模具的精度、剛度、精加工面等；如果在此處分析的水路不符合模具冷卻效果，則重返設計三維模具圖形內(nèi)部水路的步驟，如果在此處分析的水路符合模具冷卻效果，則繼續(xù)后續(xù)步驟；
[0026]三維打印形成模具:在三維打印模具這一步驟中，具體包括以下步驟:
[0027]將三維模型圖形轉(zhuǎn)換為三角形單元圖形(該三角形單元模具圖形可為Stl格式的圖形):在上述水路設計符合三維打印標準且符合模具冷卻效果后，可將模具所有的精加工面設計加工余量，以便于后續(xù)加工；同時，為了將該模型進行三維打印，將該三維模型圖形轉(zhuǎn)換為三角形單元圖形；
[0028]確定模具加工位置:將上述三角形單元圖形導入到逆向工程軟件(如Magics軟件)，對模具圖形進行擺放處理，直至確定具體的擺放位置，該擺放位置即為三維打印的加工位置；確定加工位置后，使用切層軟件(如Zprint軟件)將三角形單元圖形處理為切層圖形；將切層圖形導入到三維加工軟件(如Cura軟件)，該加工軟件中按照預先設定的加工程序控制三維機分層打印，直至打印完成形成模具；
[0029]將上述打印完成的模具從三維打印機中取出，對模具的表面進行精加工處理。
[0030]需要說明的是，上述三維打