一種三維打印制備的塑膠注塑模仁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及模具制備的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三維打印制備的塑膠注塑模仁。
【背景技術(shù)】
[0002]在注塑模具中，模具的冷卻效果關(guān)系到生產(chǎn)效率的高低和最終注塑制品的質(zhì)量?jī)?yōu)劣，因此其冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題之一。但是，由于現(xiàn)階段模具制造手段有限，并且缺乏合適的冷卻水路設(shè)計(jì)理論，使得冷卻水路的設(shè)計(jì)和制造只能局限于相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式下。
[0003]現(xiàn)在，采用三維打印技術(shù)制造具有異型水路結(jié)構(gòu)的模仁，高效便捷，并能制造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、具有更高冷卻效果的異型水路結(jié)構(gòu)，但是，現(xiàn)在的三維打印方式是直接將整個(gè)工件全部用金屬粉末打印出來(lái)，不僅打印時(shí)間長(zhǎng)，成本也更高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本項(xiàng)實(shí)用新型是針對(duì)現(xiàn)行技術(shù)不足，提供一種三維打印制備的塑膠注塑模仁，采用傳統(tǒng)的模具鋼材作為注塑模仁的裝配位部分，然后采用三維打印在裝配位部分上方打印出膠位部分，減少成本，也節(jié)省了加工時(shí)間。
[0005]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種三維打印制備的塑膠注塑模仁，其特征在于，所述塑膠注塑模仁包括裝配位部分和膠位部分，所述裝配位部分上表面設(shè)有連接結(jié)構(gòu)，所述連接結(jié)構(gòu)包括多排平行設(shè)置的斜凹槽，相鄰兩排的斜凹槽的傾斜方向相反，所述斜凹槽為經(jīng)過(guò)電火花加工成的圓形微小斜孔；
[0007]所述膠位部分內(nèi)設(shè)有冷卻水路結(jié)構(gòu)以及中空腔體，所述中空腔體內(nèi)填充有金屬鈉，所述中空腔體垂直設(shè)置在膠位部分的中部，與冷卻水路錯(cuò)位設(shè)置。
[0008]所述裝配位部分上表面噴砂處理形成磨砂面結(jié)構(gòu)。
[0009]所述斜凹槽的垂直深度為I?3mm，所述斜凹槽的其中一條母線與豎直線的夾角為
6° ?15° ο
[0010]本實(shí)用新型的有益效果:針對(duì)傳統(tǒng)的3d打印方法是直接將整個(gè)注塑模仁打印出來(lái)，耗費(fèi)材料和時(shí)間，本實(shí)用新型通過(guò)3D打印技術(shù)，即選擇地分層燒結(jié)金屬粉末技術(shù)，用傳統(tǒng)的模具鋼材制造成裝配位部分，并在裝配位部分上部直接金屬粉末燒結(jié)成膠位部分，減少加工時(shí)間，并由于膠位部分采用高成本的高強(qiáng)度模具鋼粉末燒結(jié)而成，而相對(duì)于整個(gè)塑膠注塑模仁通過(guò)金屬粉末燒結(jié)的成本，本實(shí)用新型降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)提高了加工效率。
[0011]針對(duì)裝配位部分以及后續(xù)三維打印的膠位部分的連接問(wèn)題，本實(shí)用新型在裝配位部分的上表面設(shè)置連接結(jié)構(gòu)，連接結(jié)構(gòu)包括多排傾斜角度相反的圓形微小斜孔，并通過(guò)激光燒結(jié)技術(shù)填充圓形微小斜孔，使得上部的膠位部分與裝配位部分連接牢固，并不發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，提高塑膠注塑模仁的可靠性。
[0012]本實(shí)用新型的塑膠注塑模仁內(nèi)設(shè)置冷卻水路結(jié)構(gòu)以及中空腔體，冷卻水路結(jié)構(gòu)有利于模仁的散熱，中空腔體內(nèi)填充有金屬鈉，金屬鈉的熔點(diǎn)為97攝氏度，當(dāng)塑膠注塑模仁正常工作后，金屬鈉變?yōu)橐簯B(tài)，能夠有效地將模仁內(nèi)的溫度盡快傳遞到模仁的其他部位，在一定程度上解決了高溫下的機(jī)械特性變差的現(xiàn)象。
[0013]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)施例的塑膠注塑模仁的裝配位部分及膠位部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1中塑膠注塑模仁的裝配位部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為塑膠注塑模仁的裝配位部分剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1.裝配位部分，11.連接結(jié)構(gòu)，12.斜凹槽，2.膠位部分。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例，參見(jiàn)圖1?3，本實(shí)施例提供的塑膠注塑模仁，所述塑膠注塑模仁包括裝配位部分I和膠位部分2，所述裝配位部分I上表面設(shè)有連接結(jié)構(gòu)11，所述連接結(jié)構(gòu)11包括多排平行設(shè)置的斜凹槽12，相鄰兩排的斜凹槽12的傾斜方向相反，所述連接結(jié)構(gòu)11為經(jīng)過(guò)電火花加工成的圓形微小斜孔，所述斜凹槽12的垂直深度為I?3mm，所述斜凹槽12的斜面與豎直面的夾角為6°?15° ;
[0019 ]所述膠位部分2內(nèi)設(shè)有冷卻水路結(jié)構(gòu)以及中空腔體，所述中空腔體內(nèi)填充有金屬鈉，所述中空腔體位于膠位部分2的中部，與冷卻水路錯(cuò)位設(shè)置。
[0020]針對(duì)裝配位部分I以及后續(xù)三維打印的膠位部分2的連接問(wèn)題，本實(shí)用新型在裝配位部分I的上表面設(shè)置連接結(jié)構(gòu)11，連接結(jié)構(gòu)11包括多排傾斜角度相反的圓形微小斜孔，并通過(guò)激光燒結(jié)技術(shù)填充圓形微小斜孔，使得上部的膠位部分2與裝配位部分I連接牢固，并不發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，提高塑膠注塑模仁的可靠性。所述裝配位部分上表面噴砂處理形成磨砂面結(jié)構(gòu)，避免有亮光反射激光發(fā)射器。
[0021]本實(shí)用新型的塑膠注塑模仁內(nèi)設(shè)置冷卻水路結(jié)構(gòu)以及中空腔體，冷卻水路結(jié)構(gòu)有利于模仁的散熱，中空腔體內(nèi)填充有金屬鈉，金屬鈉的熔點(diǎn)為97攝氏度，當(dāng)塑膠注塑模仁正常工作后，金屬鈉變?yōu)橐簯B(tài)，能夠有效地將模仁內(nèi)的溫度盡快傳遞到模仁的其他部位，在一定程度上解決了高溫下的機(jī)械特性變差的現(xiàn)象。
[0022]本實(shí)施例還提供的塑膠注塑模仁的三維打印制備方法，其包括以下步驟:
[0023](I)通過(guò)CAE輔助分析軟件建立塑膠注塑模仁的三維建模模型，該注塑模仁包括裝配位部分I和膠位部分2;所述裝配位部分I為模具鋼材制備而成，并在模具鋼材上表面設(shè)置連接結(jié)構(gòu)U，所述連接結(jié)構(gòu)11包括多排平行設(shè)置的斜凹槽12，相鄰兩排的斜凹槽12的傾斜方向相反;所述斜凹槽12為電火花加工成的圓形微小斜孔，所述連接結(jié)構(gòu)11的斜凹槽12的垂直深度為I?3mm，所述斜凹槽12的斜面與豎直面的夾角為6°?15° ;
[0024]CAE輔助分析軟件選擇注塑成型參數(shù)，模擬注塑生產(chǎn)過(guò)程，獲得膠位部分2內(nèi)的水路結(jié)構(gòu);膠位部分2內(nèi)還設(shè)有封閉的中空腔體，該中空腔體內(nèi)填充有金屬鈉;所述中空腔體位于膠位部分2的中部；
[0025]得到裝配位部分1、膠位部分2，中空腔體以及水路結(jié)構(gòu)的三維檔案；
[0026](2)所述裝配位部分I的模具鋼材經(jīng)過(guò)淬火加硬處理，進(jìn)行磨平，再進(jìn)行表面噴砂處理，使裝配位部分I的表面粗糙；
[0027](3)將步驟(2)的裝配位部分I的模具鋼材進(jìn)行退磁處理，消除模具鋼材內(nèi)的殘余應(yīng)力，并清潔模具鋼材的表面；
[0028](4)將三維檔案輸入到三維打印機(jī)內(nèi)，并將步驟(3)的裝配位部分I的模具鋼材放置在3D打印機(jī)的加工基板上面；
[0029](5)在模具鋼材的表面鋪設(shè)一層模具鋼粉末，利用超聲波振動(dòng)器振動(dòng)裝配位部分I的模具鋼材，使位于模具鋼材表面的模具鋼粉末進(jìn)入到斜凹槽12內(nèi)并鋪設(shè)均勻，模具鋼粉末的上表面呈水平面；
[0030]通過(guò)超聲波振動(dòng)器振動(dòng)模具鋼材后，模具鋼材將發(fā)生一定的位移，在進(jìn)行激光燒結(jié)前，對(duì)模具鋼材進(jìn)行重新定位；
[0031 ]每次超聲波振動(dòng)時(shí)間少于5秒；
[0032](6)通過(guò)激光照射斜凹槽12內(nèi)的模具鋼粉末，輻照的位置上模具鋼粉末燒結(jié)在一起，激光照射時(shí)的角度與斜凹槽12的角度相一致；
[0033](7)待上一層燒結(jié)完成后，重復(fù)步驟(5)及步驟(6)，直至斜凹槽12被模具鋼粉末燒結(jié)填平；
[0034](8)重復(fù)在轉(zhuǎn)配位部分上表面鋪設(shè)模具鋼粉末，并進(jìn)行激光燒結(jié)，直至膠位部分2以及水路結(jié)構(gòu)燒結(jié)完畢；
[0035]當(dāng)燒結(jié)到中空腔體的頂部時(shí)，取出注塑模仁的半成品，并清理位于中空腔體內(nèi)的模具鋼金屬粉末，向中空腔體內(nèi)注入金屬鈉，金屬鈉填滿掌控腔體至平齊注塑模仁半成品的上頂面，將半成品重新放置到加工基板上，重新定位并繼續(xù)進(jìn)行激光燒結(jié)，直至完成整個(gè)膠體部位以及水路結(jié)構(gòu)的燒結(jié)。
[0036]由于電火花加工成的圓形微小斜孔的底部為圓弧結(jié)構(gòu)，第一次至第五次鋪設(shè)模具鋼粉末的量逐次增大，直至圓形微小斜孔底部圓弧結(jié)構(gòu)被填平，第六次開(kāi)始每次鋪設(shè)模具鋼粉末量一致。
[0037]針對(duì)傳統(tǒng)的3d打印方法是直接將整個(gè)注塑模仁打印出來(lái)，耗費(fèi)材料和時(shí)間，本實(shí)用新型通過(guò)3D打印技術(shù)，即選擇地分層燒結(jié)金屬粉末技術(shù)，用傳統(tǒng)的模具鋼材制造成裝配位部分I，并在裝配位部分I上部直接金屬粉末燒結(jié)成膠位部分2，減少加工時(shí)間，并由于膠位部分2采用高成本的模具鋼粉末燒結(jié)而成，而相對(duì)于整個(gè)塑膠注塑模仁通過(guò)金屬粉末燒結(jié)的成本，本實(shí)用新型降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)提高了加工效率。
[0038]本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，采用與本實(shí)用新型上述實(shí)施例相同或近似結(jié)構(gòu)，而得到的其他三維打印制備的塑膠注塑模仁，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三維打印制備的塑膠注塑模仁，其特征在于，所述塑膠注塑模仁包括裝配位部分和膠位部分，所述裝配位部分上表面設(shè)有連接結(jié)構(gòu)，所述連接結(jié)構(gòu)包括多排平行設(shè)置的斜凹槽，相鄰兩排的斜凹槽的傾斜方向相反，所述斜凹槽為經(jīng)過(guò)電火花加工成的圓形微小斜孔； 所述膠位部分內(nèi)設(shè)有冷卻水路結(jié)構(gòu)以及中空腔體，所述中空腔體內(nèi)填充有金屬鈉，所述中空腔體垂直設(shè)置在膠位部分的中部，與冷卻水路錯(cuò)位設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維打印制備的塑膠注塑模仁，其特征在于，所述裝配位部分上表面噴砂處理形成磨砂面結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維打印制備的塑膠注塑模仁，其特征在于，所述斜凹槽的垂直深度為I?3mm，所述斜凹槽的其中一條母線與豎直線的夾角為6°?15°。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了三維打印制備的塑膠注塑模仁，其特征在于，所述塑膠注塑模仁包括裝配位部分和膠位部分，所述裝配位部分上表面設(shè)有連接結(jié)構(gòu)，所述連接結(jié)構(gòu)包括多排平行設(shè)置的斜凹槽，相鄰兩排的斜凹槽的傾斜方向相反，所述斜凹槽為經(jīng)過(guò)電火花加工成的圓形微小斜孔；所述膠位部分內(nèi)設(shè)有冷卻水路結(jié)構(gòu)以及中空腔體，所述中空腔體內(nèi)填充有金屬鈉，所述中空腔體垂直設(shè)置在膠位部分的中部，與冷卻水路錯(cuò)位設(shè)置。本實(shí)用新型通過(guò)3D打印技術(shù)，用傳統(tǒng)的模具鋼材制造成裝配位部分，并在裝配位部分上部直接金屬粉末燒結(jié)成膠位部分，減少加工時(shí)間，同時(shí)提高了加工效率。
【IPC分類(lèi)】B29C45/26
【公開(kāi)號(hào)】CN205291464
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】向緒平
【申請(qǐng)人】東莞市康銘光電科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年1月21日