[發(fā)明專利]一種模具等離子3D打印設(shè)備及3D打印方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610120586.4
• 申請(qǐng)日: 2016-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN105665702A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 華云峰;程國(guó)君;郝勇;魏志宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中研智能裝備有限公司
• 主分類號(hào): B22F3/105
• 分類號(hào): B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 景麗娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于快速成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種模具等離子3D打印設(shè) 備及3D打印方法。

背景技術(shù)

模具是指工業(yè)生產(chǎn)上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、 沖壓等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具。簡(jiǎn)而言之，模具是用來成型 產(chǎn)品的工具。模具是產(chǎn)品成型加工中的重要工具，費(fèi)用占產(chǎn)品成本的10％～ 30％。模具的成型面是指用以成型制品(也稱產(chǎn)品)的表面，成型面為直 接與所成型制品接觸的表面。其中，型腔的成型面是指用以成型制品的外 表面，而型芯的成型面則是用以成型制品的內(nèi)表面。模具成型面的加工質(zhì) 量、加工精度及使用性能均要求較高，直接決定所成型制品的加工質(zhì)量和 加工精度，在機(jī)械加工中，模具成型面需經(jīng)機(jī)加工、清洗、打磨等多個(gè)工 序才能加工完成。模具使用過程中，需對(duì)成型面進(jìn)行有效保護(hù)，一旦成型 面出現(xiàn)破損、開裂、磨損等缺陷，則直接影響模具的成型效果，甚至導(dǎo)致 模具報(bào)廢。

目前，模具的主要制造方法有鑄造、粉末冶金、模塊化組和等。如2014 年11月5日公開的公開號(hào)為CN104131215A的中國(guó)發(fā)明專利“微合金化鑄 鐵玻璃模具及其制造方法”中，公開了一種微合金化鑄鐵玻璃模具的鑄造 制備方法。2014年8月27日公開的公開號(hào)為CN104004966A的中國(guó)發(fā)明專 利申請(qǐng)文件中公開了一種沖壓模具的鑄造制備方法，該鑄造方法制備模 具，對(duì)澆鑄材料、澆鑄過程和砂型要求較高，后續(xù)還要進(jìn)行熱處理和多道 次的加工，模具及其性能可設(shè)計(jì)性差，制造工藝繁瑣。2014年3月12日 公開的公開號(hào)為CN103627940A的中國(guó)發(fā)明專利“用于熱作擠壓模具的粉 末冶金鉬基材料及模具成形方法”中，公開了一種鉬基材料粉末冶金制備 熱作擠壓模具的方法。2014年9月24日公開的公開號(hào)為CN104057271A 的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)文件中公開了一種硬質(zhì)合金工模具的粉末冶金制備 方法，由于每件模具產(chǎn)品都對(duì)應(yīng)一副模具，不同合金粉末的收縮系數(shù)是不 同的，需要設(shè)計(jì)與其對(duì)應(yīng)的每副模具，導(dǎo)致模具生產(chǎn)成本高；模具的制作 準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，制備效率低；粉末填充時(shí)，摩擦力作用下，邊角填充不均勻， 導(dǎo)致強(qiáng)度不均勻，影響模具產(chǎn)品的使用壽命。2012年10月24日公開的公 開號(hào)為CN102744328A的中國(guó)發(fā)明專利“一種高強(qiáng)鋼板熱沖壓模具制造方 法”中，公開了一種高強(qiáng)鋼板熱沖壓模具的模塊化組和制備方法。2008 年8月13日公開的公開號(hào)為CN101242923A的發(fā)明專利“模鑄模具以及制 造模鑄模具的方法和鑄造方法”中公開了一種模鑄模具的模塊化組和方 法，該模塊化組和方法制備模具時(shí)，要求各模塊的加工精度和配合尺寸精 度非常高，對(duì)各模塊的固定強(qiáng)度、精度要求也非常高，導(dǎo)致模具的制備成 本很高。另外，采用上述現(xiàn)有的模具制造方法進(jìn)行模具制造時(shí)，均需花費(fèi) 大量的人力物力進(jìn)行成型面加工，成型面需經(jīng)機(jī)加工、清洗、打磨等多個(gè) 工序，加工過程復(fù)雜，并且存在加工效率低、加工質(zhì)量不能得到有效保證 等缺陷。

經(jīng)分析，模具加工時(shí)，僅成型面的加工質(zhì)量和加工精度要求高，如將 模具分為模具基體(也稱模具本體)和布設(shè)在模具基體上的成型面工作層 兩部分，由于模具基體的加工質(zhì)量要求較低，而成型面工作層的加工質(zhì)量 和加工精度要求高，因而只需對(duì)成型面工作層進(jìn)行精細(xì)化加工即可，這樣 能大幅簡(jiǎn)化模具的制造過程，有效降低模具的加工難度，并能保證模具的 加工質(zhì)量和使用效果。

另外，現(xiàn)如今所制造模具的模具基體和成型面工作層一般都采用同種 加工方法進(jìn)行加工，并且模具基體和成型面工作層一般都采用同種材料加 工。但實(shí)際上，模具基體和成型面工作層的使用需求存在很大不同，模具 基體主要滿足強(qiáng)度和剛度需要(即滿足支撐需求)，而成型面工作層滿足 耐磨耐溫要求，模具的精密程度和使用壽命僅與成型面工作層有關(guān)。因而， 將模具基體和成型面工作層采用同種材料，使得模具材料成本較高。