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CN111001803A - 一种具有随形冷却水路的透气模具及其制造方法 - Google Patents

一种具有随形冷却水路的透气模具及其制造方法 Download PDF

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CN111001803A CN201911244640.6A CN201911244640A CN111001803A CN 111001803 A CN111001803 A CN 111001803A CN 201911244640 A CN201911244640 A CN 201911244640A CN 111001803 A CN111001803 A CN 111001803A
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Abstract

本申请属于模具加工技术领域，尤其涉及一种具有随形冷却水路的透气模具及其制造方法，制造方法包括以下步骤：S1建立模具数据模型；S2将模具数据模型分割为随形水路数据模型和模具主体数据模型；S3将随形水路数据模型和模具主体数据模型合并形成装配体数据模型；S4将装配体数据模型导入3D打印设备；S5设定随形水路数据模型的打印参数为致密件打印参数；S6：设定模具主体数据模型的打印参数为透气件打印参数；S7打印成型透气模具。这样最终打印出来的具有随形冷却水路的透气模具，其主体部分的组织具有透气性能。同时其随形水路部分的组织能够较为致密，如此能够防止随形水路中流通的带有压力的冷却介质自随形水路部分渗出模具。

Description

一种具有随形冷却水路的透气模具及其制造方法
技术领域
本申请属于模具加工技术领域，尤其涉及一种具有随形冷却水路的透气模具及其制造方法。
背景技术
注塑模具是实现注塑工艺的关键，在注塑模具的制造过程中，需要重点关注其冷却和透气性能。对于冷却，可通过在模具内设计随形冷水水路来实现模具的均匀冷却。对于透气，则是通过3D打印技术制备出可透气模具钢来解决。
现有技术中，当随形水路中流通有带有一定压力的冷却介质时，由于注塑模具由可透气模具钢制成，冷却介质在压力的作用下容易通过可透气模具钢内部的孔隙结构渗出，进而对注塑过程造成严重破坏。
申请内容
本申请的目的在于提供一种具有随形冷却水路的透气模具及其制造方法，旨在解决现有技术中的注塑模具随形水路内流通的冷却介质容易在压力的作用下通过注塑模具内的孔隙结构渗出，进而对注塑过程造成严重破坏的技术问题。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种具有随形冷却水路的透气模具的制造方法，包括以下步骤：
S1：建立具有随形水路的注塑模具的模具数据模型；
S2：将所述模具数据模型分割为随形水路数据模型和模具主体数据模型；
S3：将所述随形水路数据模型和所述模具主体数据模型合并形成装配体数据模型；
S4：将所述装配体数据模型导入3D打印设备中；
S5：在所述3D打印设备中设定所述装配体数据模型的所述随形水路数据模型的打印参数为致密件打印参数；
S6：在所述3D打印设备中设定所述装配体数据模型的所述模具主体数据模型的打印参数为透气件打印参数；
S7：根据所述致密件打印参数和所述透气件打印参数打印成型具有随形冷却水路的透气模具。
可选地，所述步骤S1包括：
S11：制造所述注塑模具的实体模型；
S12：根据所述注塑模具的实体模型建立所述模具数据模型。
可选地，在所述步骤S12中，通过三维扫描仪扫描所述注塑模具的实体模型，以建立所述模具数据模型。
可选地，在所述步骤S2中，所述随形水路数据模型和所述模具主体数据模型均为三维数据模型。
可选地，所述步骤S4包括：
S41：将所述装配体数据模型的格式转变为STL格式；
S42：将转变为STL格式的所述装配体数据模型导入所述3D打印设备中。
可选地，所述3D打印设备通过网格状扫描熔道逐层打印所述透气模具。
可选地，所述网格状扫描熔道包括若干间隔设置的横向扫描熔道和若干间隔设置的纵向扫描熔道，各所述横向扫描熔道和各所述纵向扫描熔道交错设置，且各所述横向扫描熔道和各所述纵向扫描熔道围设形成有若干孔隙。
可选地，所述透气件打印参数和所述致密件打印参数均包括扫描间距参数、激光功率参数、扫描速率参数和粉末层厚度参数；
所述透气件打印参数的扫描间距参数为0.15mm，所述致密件打印参数的扫描间距参数为0.11mm；
所述透气件打印参数的扫描速率参数为1150mm/s，所述致密件打印参数的扫描速率参数为1010mm/s；
所述透气件打印参数的激光功率参数为280W，所述致密件打印参数的激光功率参数为305W。
可选地，所述透气件打印参数和所述致密件打印参数还均包括粉末层厚度参数，所述透气件打印参数的粉末层厚度参数和所述致密件打印参数的粉末层厚度参数均为0.05mm。
本申请的有益效果：本申请实施例提供的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法，通过建立具有随形水路的注塑模具的模具数据模型，再将模具数据模型分割为随形水路数据模型和模具主体数据模型，这样便首先将随形水路部分的数据模型从模具主体中独立拆分了出来，随后上述两数据模型以装配体数据模型的形式导入于3D打印设备中，这样3D打印设备即可针对随形水路数据模型和模具主体数据模型分别设定致密件打印参数和透气件打印参数，这样最终打印出来的具有随形冷却水路的透气模具，其主体部分的组织具有透气性能，保证了模具的整体透气性能。同时在其随形水路部分的组织能够较为致密，如此便能够有效防止随形水路中流通的带有压力的冷却介质自随形水路部分渗出模具，进而也保证了注塑过程的稳定可靠进行。
本申请采用的另一技术方案是：一种具有随形冷却水路的透气模具，由上述的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法制造而成。
本申请实施例提供的具有随形冷却水路的透气模具，通过由上述方法制得，这样一方面保证了模具的整体透气性能，进而保证了通过该模具注塑形成的产品表面不出现气孔。另一方面也提升了其内的随形水路部分的组织致密度，保证了随形水路内的冷却介质不会渗出模具，进而保证了注塑过程的稳定可靠进行。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法的工艺流程图；
图2为图1中步骤S1的进一步流程图；
图3为图1中步骤S4的进一步流程图；
图4为本申请实施例提供的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法的模具数据模型的示意图；
图5为本申请实施例提供的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法的模具主体数据模型的示意图；
图6为本申请实施例提供的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法的随形水路数据模型的示意图；
图7为本申请实施例提供的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法的装配体数据模型的示意图；
图8为本申请实施例提供的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法的网格状扫描熔道的示意图。
其中，图中各附图标记：
10—模具数据模型 11—随形冷却水路 12—模具主体数据模型
13—随形水路数据模型 14—网格状扫描熔道 15—纵向扫描熔道
16—横向扫描熔道 17—孔隙 20—装配体数据模型。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～8描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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申请中的具体含义。
如图1～3所示，本申请实施例提供了一种具有随形冷却水路11的透气模具的制造方法，包括以下步骤：
S1：建立具有随形水路的注塑模具的模具数据模型10；具体地，模具数据模型10通过三维建模软件设计建立。
S2：将模具数据模型10分割为随形水路数据模型13和模具主体数据模型12；具体地，如图4～6所示，在三维建模软件中，可将随形水路周围的区域单独作为随形水路数据模型13，从模具数据模型10中分割出来。
如图7所示，S3：将随形水路数据模型13和模具主体数据模型12合并形成装配体数据模型20；
S4：将装配体数据模型20导入3D打印设备中；通过将随形水路数据模型13和模具主体数据模型12合并形成装配体数据模型20，这样便于在后期3D打印过程中，3D打印设备有效识别出待打印模具的随形水路区域和模具主体区域。
S5：在3D打印设备中设定装配体数据模型20的随形水路数据模型13的打印参数为致密件打印参数；
S6：在3D打印设备中设定装配体数据模型20的模具主体数据模型12的打印参数为透气件打印参数；
S7：根据致密件打印参数和透气件打印参数打印成型具有随形冷却水路11的透气模具。
以下对本申请实施例提供的具有随形冷却水路11的透气模具的制造方法作进一步说明：本申请实施例提供的具有随形冷却水路11的透气模具的制造方法，通过建立具有随形水路的注塑模具的模具数据模型10，再将模具数据模型10分割为随形水路数据模型13和模具主体数据模型12，这样便首先将随形水路部分的数据模型从模具主体中独立拆分了出来，随后上述两数据模型以装配体数据模型20的形式导入于3D打印设备中，这样3D打印设备即可针对随形水路数据模型13和模具主体数据模型12分别设定致密件打印参数和透气件打印参数，这样最终打印出来的具有随形冷却水路11的透气模具，其主体部分的组织具有透气性能，保证了模具的整体透气性能。同时在其随形水路部分的组织能够较为致密，如此便能够有效防止随形水路中流通的带有压力的冷却介质自随形水路部分渗出模具，进而也保证了注塑过程的稳定可靠进行。
在本申请的另一些实施例中，如图2所示，步骤S1包括：
S11：制造注塑模具的实体模型；
S12：根据注塑模具的实体模型建立模具数据模型10。
具体地，作为模具数据模型10的另一种建立方式，有别于直接通过三维建模软件建立的方式，通过先建立注塑模具的实体模型，这样可更为直观地确定模型型腔等部分的具体构造和设计要点，并进行注塑实验等，测试其实际性能。实体模型在建立完成后，再根据实体模型来建立模具数据模型10，这样可使得模具数据模型10一次性建立成功。
在本申请的另一些实施例中，在步骤S12中，通过三维扫描仪扫描注塑模具的实体模型，以建立模具数据模型10。具体地，从实体模型到模具数据模型10的建立过程中，可通过手持式三维扫描仪对实体模型进行扫描，以直接导出模具数据模型10，方便快捷。
在本申请的另一些实施例中，随形水路数据模型13和模具主体数据模型12均为三维数据模型。具体地，随形水路数据模型13和模具主体数据模型12均为DXF格式的三维数据模型、STP格式的三维数据模型或IGS格式的三维数据模型。
在本申请的另一些实施例中，如图3所示，步骤S4包括：
S41：将装配体数据模型20的格式转变为STL格式；
S42：将转变为STL格式的装配体数据模型20导入3D打印设备中。
在本申请的另一些实施例中，如图8所示，3D打印设备通过网格状扫描熔道14逐层打印透气模具。具体地，通过采用网格状扫描熔道14的形式逐层打印透气模具，这样网格状扫描熔道14的每个网格区域即可最终形成模具的孔隙17结构，进而保证模具的透气性能。
可选地，网格状扫描熔道14具体可包括若干间隔设置的横向扫描熔道16和若干间隔设置的纵向扫描熔道15，各横向扫描熔道16和各纵向扫描熔道15交错设置，且各横向扫描熔道16和各纵向扫描熔道15围设形成有若干孔隙17。
在本申请的另一些实施例中，如图8所示，透气件打印参数和致密件打印参数均包括扫描间距参数、激光功率参数、扫描速率参数和粉末层厚度参数；透气件打印参数的扫描间距参数为0.15mm，致密件打印参数的扫描间距参数为0.11mm；透气件打印参数的扫描速率参数为1150mm/s，致密件打印参数的扫描速率参数为1010mm/s；透气件打印参数的激光功率参数为280W，致密件打印参数的激光功率参数为305W；透气件打印参数的粉末层厚度参数和致密件打印参数的粉末层厚度参数均为0.05mm。其中，透气件打印参数的扫描间距参数大于致密件打印参数的扫描间距参数；这样可保证打印成型的模具的主体部分的组织的孔隙17尺寸较大，从而保证其透气性能。同时也使得模具的随形水路部分的组织的孔隙17较小，保证其致密性较高。同时，透气件打印参数的扫描速率参数大于致密件打印参数的扫描速率参数，且透气件打印参数的激光功率参数小于致密件打印参数的激光功率参数。这样模具主体部分在打印时所形成的熔道宽度较窄，进一步保证了模具的主体部分的组织的孔隙17尺寸较大，进一步提升了其透气性能。
本申请实施例还提供了一种具有随形冷却水路11的透气模具，由上述的具有随形冷却水路11的透气模具的制造方法制造而成。
本申请实施例提供的具有随形冷却水路11的透气模具，通过由上述方法制得，这样一方面保证了模具的整体透气性能，进而保证了通过该模具注塑形成的产品表面不出现气孔。另一方面也提升了其内的随形水路部分的组织致密度，保证了随形水路内的冷却介质不会渗出模具，进而保证了注塑过程的稳定可靠进行。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有随形冷却水路的透气模具的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：建立具有随形水路的注塑模具的模具数据模型；
S2：将所述模具数据模型分割为随形水路数据模型和模具主体数据模型；
S3：将所述随形水路数据模型和所述模具主体数据模型合并形成装配体数据模型；
S4：将所述装配体数据模型导入3D打印设备中；
S5：在所述3D打印设备中设定所述装配体数据模型的所述随形水路数据模型的打印参数为致密件打印参数；
S6：在所述3D打印设备中设定所述装配体数据模型的所述模具主体数据模型的打印参数为透气件打印参数；
S7：根据所述致密件打印参数和所述透气件打印参数打印成型具有随形冷却水路的透气模具。
2.根据权利要求1所述的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法，其特征在于：所述步骤S1包括：
S11：制造所述注塑模具的实体模型；
S12：根据所述注塑模具的实体模型建立所述模具数据模型。
3.根据权利要求2所述的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法，其特征在于：在所述步骤S12中，通过三维扫描仪扫描所述注塑模具的实体模型，以建立所述模具数据模型。
4.根据权利要求1所述的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述随形水路数据模型和所述模具主体数据模型均为三维数据模型。
5.根据权利要求1所述的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法，其特征在于：所述步骤S4包括：
S41：将所述装配体数据模型的格式转变为STL格式；
S42：将转变为STL格式的所述装配体数据模型导入所述3D打印设备中。
6.根据权利要求1～5任一项所述的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法，其特征在于：所述3D打印设备通过网格状扫描熔道逐层打印所述透气模具。
7.根据权利要求6所述的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法，其特征在于：所述网格状扫描熔道包括若干间隔设置的横向扫描熔道和若干间隔设置的纵向扫描熔道，各所述横向扫描熔道和各所述纵向扫描熔道交错设置，且各所述横向扫描熔道和各所述纵向扫描熔道围设形成有若干孔隙。
8.根据权利要求1～5任一项所述的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法，其特征在于：所述透气件打印参数和所述致密件打印参数均包括扫描间距参数、激光功率参数、扫描速率参数和粉末层厚度参数；
所述透气件打印参数的扫描间距参数为0.15mm，所述致密件打印参数的扫描间距参数为0.11mm；
所述透气件打印参数的扫描速率参数为1150mm/s，所述致密件打印参数的扫描速率参数为1010mm/s；
所述透气件打印参数的激光功率参数为280W，所述致密件打印参数的激光功率参数为305W。
9.根据权利要求1～5任一项所述的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法，其特征在于：所述透气件打印参数和所述致密件打印参数还均包括粉末层厚度参数，所述透气件打印参数的粉末层厚度参数和所述致密件打印参数的粉末层厚度参数均为0.05mm。
10.一种具有随形冷却水路的透气模具，其特征在于：由权利要求1～9任一项所述的具有随形冷却水路的透气模具的制造方法制造而成。
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