[實用新型]基于直接金屬激光燒結及鑄造成形技術的具有隨形冷卻水路的模具

有效

• 申請號: 201720455484.8
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN206677156U
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 李國強;單銘賢;陳偉倫;李穎思;高天敏
• 申請（專利權）人: 香港生產力促進局
• 主分類號: B22D19/04
• 分類號: B22D19/04;B22F3/105;B33Y80/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司11228
• 代理人: 毛廣杰

技術領域

本實用新型涉及一種基于直接金屬激光燒結及鑄造成形技術的具有隨形冷卻水路的模具。

背景技術

在制造業中，模具具有相當重要的地位，而且模具的細節對于產品的生產效率和質量均具有重要的影響。當中尤其重要的是其冷卻系統，由于在許多模具的使用過程中都會處于高溫環境，例如用于壓鑄、注塑和吹塑等模具。一個良好的冷卻系統除了可延長模具使用壽命以外，更可提高生產效率，縮短產品成形周期時間及提高成品質量。

傳統的模具制造方法，在制造模具當中的冷卻水路時，大多以鉆孔方式來制造冷卻水路，并且制造出來的水路只能是直線水路，因此不能制造貼近且跟隨模具表面輪廓的復雜冷卻水路，此種情況會令到模具側壁與冷卻水路之間出現不統一的距離，無法保證工件在模腔的各部分能均勻冷卻，因而導致產品變形。

近年有一種較為新式的冷卻水路設計稱為隨形冷卻水路，是一種形狀能夠貼合模具表面輪廓的冷卻水路。使用這類型的冷卻系統能夠迅速而均勻地冷卻工件。相比傳統的冷卻系統，隨形冷卻系統可以縮短30-60%的產品成形周期時間，亦能夠提高產品質量及提高模具使用壽命。

一般制造隨形冷卻系統大多會利用擴散焊接技術或直接金屬激光燒結（DMLS）技術來制造。如果使用擴散焊接技術，會首先利用傳統的加工工藝（如銑、鉆、電火花等）于兩個模具板面上制造所需的水路結構，然后利用擴散焊接技術把兩個模具板接合起來形成所需的水路。但因為擴散焊接只能接合平面，所以這種做法只能制作出相對簡單幾何形狀的隨形冷卻水路。而復雜幾何形狀的隨形冷卻水路則通過DMLS技術來制造，但是這種技術不但耗時長而且費用亦較為昂貴。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種基于直接金屬激光燒結及鑄造成形技術的具有隨形冷卻水路的模具。

本實用新型提供一種基于直接金屬激光燒結及鑄造成形技術的具有隨形冷卻水路的模具，包括：通過直接金屬激光燒結技術制造的模具外殼；隨形冷卻水路；及通過金屬鑄造成形技術制造的金屬鑄造成形部分，其中所述隨形冷卻水路處于模具外殼的內部，并位于模具外殼的底部及側壁上，所述隨形冷卻水路的兩端露出模具外殼，所述金屬鑄造成形部分填充于模具外殼的內部，并使金屬鑄造成形部分固定于其中。

優選地，所述模具外殼的材料為模具鋼。

優選地，所述模具外殼的材料為馬氏體時效鋼。

優選地，所述隨形冷卻水路為金屬管。

優選地，所述金屬鑄造成形部分的材質為鋁。

本實用新型適用于制造壓鑄、注塑成形、吹塑成形等需要冷卻系統的金屬模具。高效能的隨形冷卻水路不僅可提高模具的壽命，而且可通過縮短產品成形周期時間來提高生產效率，同時利用本實用新型提供的制造方法可降低生產成本。

附圖說明

圖1為本實用新型在金屬鑄造成形前不同組件配置的示意圖；

圖2為本實用新型在金屬鑄造成形過程中不同組件配置的示意圖；

圖3為本實用新型在模具金屬鑄造成形后不同組件配置的示意圖；

圖4為本實用新型提供的基于直接金屬激光燒結及鑄造成形技術的具有隨形冷卻水路的模具的制造方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。

本實用新型提供一種基于直接金屬激光燒結及鑄造成形技術的具有隨形冷卻水路模具的制造方法，其流程如圖4所示，包括以下步驟：

步驟一：利用直接金屬激光燒結技術制造復雜形狀的模具外殼1，具體形狀可以根據工件需要定制，其材料可以為馬氏體時效鋼或其他用于鑄造工藝的模具鋼，模具外殼1的厚度決定于其結構剛性及最終模具需要的冷卻效率。

步驟二：如圖1顯示，準備隨形冷卻水路2，隨形冷卻水路2幾何結構可以通過各種工藝來制作，其結構需要貼合模具外殼1的內表面輪廓，例如通過彎曲和焊接相同或不同橫截面（如圓形、矩形或三角形等形狀）的金屬管工藝制作，金屬管的材料可以是不銹鋼。再將隨形冷卻水路2固定到模具外殼1的內部，該隨形冷卻水路2的幾何結構應與模具外殼1緊密接觸，具體為占滿所述模具外殼1的底部以及四周的側壁，并外露該隨形冷卻水路2的兩端，以便于引水出水。隨形冷卻水路2的內外徑尺寸與冷卻時間相關，可以根據實際需要進行選擇。隨形冷卻水路2是一種形狀能夠貼合模具表面輪廓的冷卻水路，使用這類型的冷卻系統能夠迅速而均勻地冷卻工件。