[發(fā)明專利]一種塑膠注塑模仁的三維打印制備方法及塑膠注塑模仁

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610040975.6
• 申請(qǐng)日: 2016-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN105537588B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向緒平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞市康銘光電科技有限公司
• 主分類號(hào): B22F3/105
• 分類號(hào): B22F3/105;B22F7/08;B33Y10/00;B33Y80/00;B29C45/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模具制備的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種塑膠注塑模仁的三維打印制備方法，及實(shí)施該制備方法的塑膠注塑模仁。

背景技術(shù)

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)過程中需要考慮的關(guān)鍵問題之一。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。

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，不僅打印時(shí)間長(zhǎng)，成本也更高。

發(fā)明內(nèi)容

本項(xiàng)發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)行技術(shù)不足，提供一種塑膠注塑模仁的三維打印制備方法，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。

本發(fā)明還提供一種實(shí)施該制備方法的塑膠注塑模仁。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種塑膠注塑模仁的三維打印制備方法，其包括以下步驟：

(1)通過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和膠位部分；所述裝配位部分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)，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；所述斜凹槽為電火花加工成的圓形微小斜孔；

CAE輔助分析軟件選擇注塑成型參數(shù)，模擬注塑生產(chǎn)過程，獲得膠位部分內(nèi)的水路結(jié)構(gòu)；得到裝配位部分、膠位部分以及水路結(jié)構(gòu)的三維檔案；

(2)所述裝配位部分的模具鋼材經(jīng)過淬火加硬處理，進(jìn)行磨平，再進(jìn)行表面噴砂處理，使裝配位部分的表面粗糙；

(3)將步驟(2)的裝配位部分的模具鋼材進(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；

(4)將三維檔案輸入到三維打印機(jī)內(nèi)，并將步驟(3)的裝配位部分的模具鋼材放置在3D打印機(jī)的加工基板上面；

(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)模具鋼材，使位于模具鋼材表面的模具鋼粉末進(jìn)入到斜凹槽內(nèi)并鋪設(shè)均勻，模具鋼粉末的上表面呈水平面；

(6)通過激光照射斜凹槽內(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)的角度與斜凹槽的角度相一致；

(7)待上一層燒結(jié)完成后，重復(fù)步驟(5)及步驟(6)，直至斜凹槽被模具鋼粉末燒結(jié)填平；

(8)重復(fù)在裝配位部分上表面鋪設(shè)模具鋼粉末，并進(jìn)行激光燒結(jié)，直至膠位部分以及水路結(jié)構(gòu)燒結(jié)完畢。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(1)中，所述連接結(jié)構(gòu)的斜凹槽的垂直深度為1～3mm，所述斜凹槽的其中一條母線與豎直線的夾角為6°～15°。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟(5)具體還包括以下內(nèi)容：通過超聲波振動(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。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，每次超聲波振動(dòng)時(shí)間少于5秒。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，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，第六次開始每次鋪設(shè)模具鋼粉末量一致。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(1)的膠位部分內(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。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述中空腔體位于膠位部分的中部。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(1)中，CAE輔助分析軟件得到裝配位部分、膠位部分、中空腔體以及冷卻水路結(jié)構(gòu)的三維檔案。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(8)具體還包括以下內(nèi)容：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，金屬鈉填滿中空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，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)。

一種實(shí)施上述塑膠注塑模仁的三維打印制備方法的塑膠注塑模仁，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)過電火花加工成的圓形微小斜孔，所述斜凹槽的垂直深度為1～3mm，所述斜凹槽的其中一條母線與豎直線的夾角為6°～15°；

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，所述中空腔體位于膠位部分的中部。