[發明專利]一種光固化注塑模具模芯及其制造方法

在審

• 申請號: 201610015339.8
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105599178A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 王永信;馮路開;吳華英;梁晉;劉光輝;趙蒙
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;西安瑞特快速制造工程研究有限公司
• 主分類號: B29C33/38
• 分類號: B29C33/38;B29C45/26;B29C67/00;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

技術領域：

本發明屬于快速模具與注塑成型技術領域，尤其涉及一種光固化注塑模具 模芯及其制造方法。

背景技術：

注塑成型是將熔融的塑料高壓注入模具，經冷卻凝固，獲得塑料制品的一 種加工方法。它具有合格率高、產品質量穩定、自動化程度高、成本低及生產 效率高等優點，在塑料生產中居于十分重要的地位。據統計，注塑模具在整個 塑料模具總量中占50％以上。由于傳統的注塑模具的制造需要用到車、銑、刨、 鉆、磨、電火花等加工方法才能得到所需的模具形狀和尺寸，因此要設計和制 造出一副合格的注塑模具，往往需要經過設計、加工、試模等的多次反復，模 具的制作成本高、生產周期長，并且精度不易控制，有時由于微小的偏差就會 導致模具的報廢。

20世紀80年代以來，隨著市場競爭的日趨加劇，要求企業必須能快速響應 市場和用戶的需求，促使工業產品的生產模式由傳統的大、中批量向具有靈活、 易變性和快速反應能力的中、小批量轉變。因此各種快速模具制造方法應運而 生，而目前常見的快速模具為間接制模，由于模具進行了翻制，因此模具的精 度相對較差。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種光固化注塑模具模芯及其制造方法，運用光固 化快速成型技術，采用光敏樹脂，便能制作用于注塑的帶有澆注系統和冷卻系 統的模芯，然后通過背填樹脂基背填材料，在改善模芯散熱、提高強度的同時 實現模芯制作周期的進一步縮短和制作成本進一步降低。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案來實現的：

一種光固化注塑模具模芯，包括定模芯和動模芯；其中，

定模芯包括定模殼體，定模殼體的分型面中心處開設有定模模具型腔，定 模芯的背面設置有定模隨形冷卻水道結構和定模澆注系統結構，且在定模芯的 背面填充有背填材料；

動模芯包括動模殼體，動模殼體的分型面中心處開設有動模模具型腔，動 模芯的背面設置有動模隨形冷卻水道結構、動模澆注系統結構和脫模系統結構， 且在動模芯的背面填充有背填材料。

本發明進一步的改進在于，定模殼體和動模殼體的厚度均為2-5mm。

本發明進一步的改進在于，定模隨形冷卻水道結構包括定模隨形冷卻水道， 該定模隨形冷卻水道環繞在定模模具型腔的周向上，其兩端分別為定模隨形冷 卻水道進水口和定模隨形冷卻水道出水口。

本發明進一步的改進在于，定模澆注系統結構包括定模主流道以及與定模 主流道相連通的定模分流道。

本發明進一步的改進在于，動模隨形冷卻水道結構包括動模隨形冷卻水道， 該動模隨形冷卻水道環繞在動模模具型腔的周向上，其兩端分別為動模隨形冷 卻水道進水口和動模隨形冷卻水道出水口。

本發明進一步的改進在于，動模澆注系統結構包括動模分流道，脫模系統 結構包括若干個頂針孔。

本發明進一步的改進在于，定模隨形冷卻水道結構或動模隨形冷卻水道結 構中冷卻水道的直徑d均為4-10mm、壁厚為2-4mm，冷卻水道距離模芯型腔表 面的距離大于冷卻水道直徑d，冷卻水道間的距離大于冷卻水道的直徑d。

本發明進一步的改進在于，背填材料包括基體樹脂、固化劑、填料和稀釋 劑；其中，基體樹脂的質量比例為30％-45％，填料為鋁粉、銅粉或碳纖維，填 料的質量比例為30％-50％，稀釋劑的質量比例為3％-4.5％，固化劑的質量比例 為6％-8％。

本發明進一步的改進在于，定模芯或動模芯的殼體材料為光固化樹脂，該 光固化樹脂的液態為28℃粘度，為216cps，密度為1.18g/cm³，光固化后拉伸屈 服強度為48-61MPa，彈性模量為3514-3796MPa，邵氏硬度D為91。

本發明進一步的改進在于，包括以下步驟：首先使用分層軟件對設計的包 括澆注系統及隨行冷卻水道的定模芯或動模芯進行分層，加載至光固化快速成 型機上，完成定模芯或動模芯的殼體制作；然后進行背填材料的制作，通過真 空注型機對背填材料進行真空攪拌處理，填充定模芯和動模芯的殼體澆注腔至 充滿，常溫下固化時間約10-24h，得到光固化注塑模具模芯。

相對于現有技術，本發明具有如下的技術效果：