一种3D打印高强铝合金模具制造技术

本实用新型专利技术的一种3D打印高强铝合金模具，包括模具本体，所述模具本体包括第一模具、第二模具，所述第一模具通过定位结构与第二模具活动连接成模具本体，所述第一模具、第二模具上均设有型腔及冷却水路，所述冷却水路包括进水口、出水口、流道，所述进水口、出水口通过流道连通，所述流道呈立体网状结构，所述流道位于第一模具、第二模具内部，包围型腔设置。采用该流道结构具有较好的冷却效果，流道增大了靠近型腔一侧的内壁面积，冷却介质流动过程中可带走流道靠近型腔一侧内壁上更多的热量，对型腔的冷却效率更高，同时冷却的均匀性更好，缩短了注塑产品的生产时间，降低了产品的生产成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印高强铝合金模具


[0001]本专利技术属于铝合金增材制造领域，特别涉及一种3D打印高强铝合金模具。

技术介绍

[0002]随着社会发展，塑料制品的用量越来越多，不管是生活塑料还是工业塑料制品大部分都是通过模具制造得到，常规使用的较成熟的模具材料为P20钢，通过金属切削的方式进行加工，程序繁琐，特别是对于冷却水路的加工，一般根据型腔的分布采用加长钻头进行钻削后，循环供水冷却，钻削的工作量大、难度高、费时费力，此外钻削的冷却水路进行对整体型腔冷却的均一性存在不足，且钢模的成本较高，钢性材料模具在多种加工工序中的存在失误报废的风险。
[0003]近年来铝合金材料不断改进，性能得到较大的提升，部分钢性材料模具更换铝合金材料进行制备，铝合金的热传导性能指标是钢材的 4
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5倍，可更有效的被加热和冷却，降低能耗，脱模时间大大缩短，铝合金表面由于易形成致密的氧化膜，在使用中更耐腐蚀，减小变色污染和应力腐蚀等危害。铝合金模具比钢模轻约50％，在制造、装配及注塑车间安装调配时比钢模更具优越性。铝合金粉末具有优异的3D 打印性能，通过3D打印不仅可快速获得的模具型腔和冷却水路，且模具具有较好的强度，其中授权公告号为CN209869280U的中国技术专利，公开了“一种3D打印模具”采用曲线型设置的冷却管路，该管路结构的模具在实际生产过程中，仍然存在有注塑时间太长，胶料过热，模具温度不均匀等问题。这些问题都是影响产品质量，增加成本的重要因素。
[0004]综上所述，需要专利技术一种新型利于冷却的铝合金模具，通过技术手段加以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本技术为了克服现有技术的缺点，提供一种3D打印高强铝合金模具，对模具型腔的冷却更快、均一性更好，缩短了单个产品的注塑时间，提升了注塑产品质量。
[0006]本技术的一种3D打印高强铝合金模具，包括模具本体，所述模具本体包括第一模具、第二模具，所述第一模具通过定位结构与第二模具活动连接成模具本体，所述第一模具、第二模具上均设有型腔及冷却水路，所述冷却水路包括进水口、出水口、流道，所述进水口、出水口通过流道连通，所述流道呈立体网状结构，所述流道位于第一模具、第二模具内部，包围型腔设置。
[0007]进一步地，还包括模芯，所述模芯包括第一模芯、第二模芯，所述第一模具、第二模具上均设有分别用于第一模芯、第二模芯安装的放置槽，所述型腔和流道设于第一模芯、第二模芯上，所述进水口与流道的入口连通，所述出水口与流道的出口连通。
[0008]进一步地，所述流道的出口设于第一模芯、第二模芯的侧面，所述流道的入口设于第一模芯、第二模芯的底面。
[0009]进一步地，所述第一模芯、第二模芯内位于流道的出口一侧设有导流板。
[0010]具体地，所述流道中的冷却介质为液体或气体。
[0011]进一步地，所述进水口与流道的入口、出水口与流道的出口上设有密封结构。
[0012]进一步地，所述密封结构包括环形的密封圈和凹槽，所述密封圈安装于凹槽内，所述凹槽设于第一模具、第二模具或第一模芯、第二模芯上。
[0013]进一步地，所述流道靠近型腔一侧的内壁与型腔的表面距离为2
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15mm。
[0014]优选地，所述流道靠近型腔一侧的内壁与型腔的表面距离为3
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7mm。
[0015]进一步地，所述立体网状结构包括点阵柱状结构、孔隙体结构、网格栅结构、蜂巢结构、多孔结构中的任一种，所述立体网状结构的空隙为圆形、矩形、多边形中的任一种。
[0016]进一步地，所述立体网状结构为点阵柱状结构，所述点阵柱状结构的圆柱直径为1
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3mm，所述立体网状结构的空隙为圆形，直径 0.1
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30mm,根据不同冷却需要，调节点阵柱状结构的圆柱大小，从而调节冷却速率。
[0017]具体地，所述模具本体中流道的体积占模具本体的体积比例可调，通过3D打印成形的流道空间占模具本体的体积范围为5％
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89％，进一步的优化的占比范围在25％
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60％之间，使导热效率达到较好状态，且模具结构强度能满足注塑压力要求。
[0018]具体地，3D打印高强铝合金模具选用高强铝粉为原材料，优选的粉末元素含量范围为Mg：2.0％
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6.0％，Mn：0.1％
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5％，Sc：0.1％
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2.0％， Zr：0.05％
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1.0％，其余为Al及不可去除的杂质元素；进一步模具3D 打印成形参数为激光功率250
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380W、线速度1100
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1600mm/s、扫描间距0.06
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0.18mm、层厚0.03
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0.06mm。
[0019]本技术具有以下有益效果：
[0020]1、采用该流道结构具有较好的冷却效果，流道增大了靠近型腔一侧的内壁面积，冷却介质流动过程中可带走流道靠近型腔一侧内壁上更多的热量，对型腔的冷却效率更高，同时冷却的均匀性更好，缩短了注塑产品的生产时间，降低了产品的生产成本。
[0021]2、充分发挥了3D打印模具的工艺优势，流道采用呈立体网状结构，有利于实现模具的轻量化设计，同时保证了模具结构强度能满足注塑压力要求，降低了模具制作的周期和成本。
[0022]3、采用模芯和模具本体的分离式结构，生产不同的注塑产品时，只需更换相应的模芯即可实现，同时将进水口和出水口与模芯内部的流道连通，保证切换模芯后具有相同的冷却效果，便于模具的标准化设计。
附图说明
[0023]图1为实施例2中模具的立体结构示意图；
[0024]图2为实施例2中密封结构的立体结构示意图；
[0025]图3为实施例2中模芯的横向剖面结构示意图；
[0026]图4为实施例2中模芯的纵向剖面结构示意图。
[0027]其中，1
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第一模具；2
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第二模具；3
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模芯；4
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第一模芯；5
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放置槽；6
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定位结构；7
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型腔；8
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流道；9
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进水孔；10
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出水孔；11
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模具本体；12
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立体网状结构；13
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出口；14
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密封圈；15
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凹槽；16
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第二模芯；17
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凸台；18
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分流板；19
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入口。
具体实施方式
[0028]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印高强铝合金模具，包括模具本体，所述模具本体包括第一模具、第二模具，所述第一模具通过定位结构与第二模具活动连接成模具本体，所述第一模具、第二模具上均设有型腔及冷却水路，所述冷却水路包括进水口、出水口、流道，所述进水口、出水口通过流道连通，其特征在于所述流道呈立体网状结构，所述流道位于第一模具、第二模具内部，包围型腔设置。2.根据权利要求1所述的3D打印高强铝合金模具，其特征在于：还包括模芯，所述模芯包括第一模芯、第二模芯，所述第一模具、第二模具上均设有分别用于第一模芯、第二模芯安装的放置槽，所述型腔和流道设于第一模芯、第二模芯上，所述进水口与流道的入口连通，所述出水口与流道的出口连通。3.根据权利要求2所述的3D打印高强铝合金模具，其特征在于：所述流道的出口设于第一模芯、第二模芯的侧面，所述流道的入口设于第一模芯、第二模芯的底面。4.根据权利要求3所述的3D打印高强铝合金模具，其特征在于：所述第一模芯、第二模芯内位于流道的出口一侧设有导流板。5.根据权利要求4所述的3D打印高强铝合金模具，其特征在于：所述进水口与流道的入口、出...

【专利技术属性】
技术研发人员：严雷鸣，曹玄扬，李晓庚，颜铁林，陈钰青，宰雄飞，邓阳丕，
申请(专利权)人：长沙新材料产业研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：