一种增材制造随形冷却压铸模具水路结构制造技术

本实用新型专利技术涉及压铸模具水路，更具体的说是一种增材制造随形冷却压铸模具水路结构，包括压铸模具，压铸模具上设置有两个水口，两个水口之间通过弯曲设置的冷却水路连通，冷却水路内设置有薄壁；所述冷却水路的直径为D，D的值为1mm

【技术实现步骤摘要】
一种增材制造随形冷却压铸模具水路结构


[0001]本技术涉及模具水路，更具体地说是一种增材制造随形冷却压铸模具水路结构。

技术介绍

[0002]压铸又称压力铸造，是指将熔融合金在高压、高速条件下填充模具型腔，并在高压下冷却成型的铸造方法，其特点是在极短的时间内使金属液在高速高压的情况下压入模具型腔。传统压铸模具中的油道和水道均为直线管道，且冷却水路距离模具表面远，难以根据产品外形进行温度控制，尤其是对于复杂外形的铝合金零部件，凝固过程中往往会出现热节，进而引发铝合金制件表面烧伤、缩孔和开裂等问题。
[0003]随着金属增材制造技术的成熟发展，该技术为随形冷却压铸模具复杂的内部水道的制造提供了新的方法。相对于传统冷却水路，随形冷却水路具有设计自由的特点，水路的形状能随制件的形状特征设计，从而控制水路与型腔表面距离的距离，消除模具热量集中部位，实现制件均匀有效冷却，从而解决制件表面烧伤、缩孔和开裂等问题，降低产品不良率，提高生产效率。
[0004]但是由于金属增材制造成型过程中，高能量密度激光使材料瞬时熔化，并在激光离开时快速凝固，冷却速率可高达106‑
108K/s，尤其是悬垂结构容易产生较大的内应力，导致结构变形、坍塌、开裂等缺陷。在随形冷却压铸模具中，冷却水路的上壁就是典型的悬垂结构，其顶部悬垂结构在应力作用下，容易出现边缘坍塌、卷曲、挂渣等缺陷，这些缺陷在压铸模具服役过程中，易成为热疲劳裂纹萌生的源头，导致压铸模具寿命缩短，不能达到预期使用寿命。
[0005]综上现有金属增材制造随形冷却压铸模具的水路都存在悬垂结构，其顶部悬垂结构在应力作用下，容易出现边缘坍塌、卷曲、挂渣等缺陷。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是提供一种增材制造随形冷却压铸模具水路结构，针对上述缺点，提供一种模具的冷却水路结构，避免水路的悬垂结构，防止随形冷却水路成型过程中出现材料坍塌，减少增材制造成型随形冷却压铸模具水路结构的缺陷，提高水路的结构强度，提高模具的服役寿命。
[0007]本技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0008]一种增材制造随形冷却压铸模具水路结构，包括模具，模具上设置有两个水口，两个水口之间通过弯曲设置的冷却水路连通，冷却水路内设置有薄壁；
[0009]两个水口分别为进水口和出水孔；
[0010]所述冷却水路截面为圆形或者棱形，冷却水路外接圆的直径为D，D的值为1mm
‑
8mm。
[0011]所述薄壁的厚度为T，薄壁的结构与冷却水路的顶部及底部紧密贴合，为冷却水路
的成型过程提供支撑，其中，T＝(6
1/2
‑21/2
)/2*D；
[0012]垂直于薄壁的方向设置有多个孔；
[0013]所述孔形状为圆形、棱形或者椭圆形，孔截面的外接圆直径为1/3
‑
1/2*D，孔间距为2
‑
5*D；
[0014]所述薄壁将冷却水路分隔成两个分水路；
[0015]所述分水路的横截面为半圆形或者菱形；
[0016]所述薄壁贯穿冷却水路的顶部至底部，薄壁穿过冷却水路的中心，薄壁平行于模具增材制造过程的成型方向的线；
[0017]所述薄壁以冷却水路的中心为对称。
[0018]本技术的有益效果为：
[0019]冷却水路内设置有薄壁，为冷却水路的成型过程提供支撑，防止冷却水路成型过程中出现材料坍塌，减少增材制造成型随形冷却水路结构的缺陷，提高冷却水路的结构强度，提高压铸模具的服役寿命，垂直于薄壁的方向设置有多个孔，提高冷却水与模具的热交换效率。
附图说明
[0020]下面结合附图和具体实施方法对本技术做进一步详细的说明。
[0021]图1是本技术的增材制造随形冷却压铸模具水路结构示意图；
[0022]图2是本技术的增材制造随形冷却压铸模具水路结构俯视图；
[0023]图3是本技术的截面B
‑
B结构示意图；
[0024]图4是本技术的截面A
‑
A结构示意图；
[0025]图5是本技术的冷却水路结构示意图；
[0026]图6是本技术的冷却水路结构示意图；
[0027]图7是本技术的截面E
‑
E结构示意图；
[0028]图8是本技术的截面C
‑
C结构示意图；
[0029]图9是本技术的冷却水路结构示意图；
[0030]图10是本技术的截面G
‑
G结构示意图；
[0031]图11是本技术的截面F
‑
F结构示意图。
[0032]图中：压铸模具1；水口2；冷却水路3；薄壁4；分水路5；孔6。
具体实施方式
[0033]下面结合附图对本技术做进一步详细说明。
[0034]如图1所示，下面对一种增材制造随形冷却压铸模具水路结构的结构和功能进行详细的说明；
[0035]一种增材制造随形冷却压铸模具水路结构，包括压铸模具1，压铸模具1上设置有两个水口2，两个水口2之间通过弯曲设置的冷却水路3连通，冷却水路3内设置有薄壁4，如图1所示，冷却水路3圆弧设置，两个水口2分别为进水口和出水孔；
[0036]所述冷却水路3截面为圆形或者棱形，冷却水路3外接圆的直径为D，D的值为6mm。
[0037]所述薄壁4的厚度为1.55mm，薄壁4的结构与冷却水路3的顶部及底部紧密贴合，为
冷却水路3的成型过程提供支撑，防止随形冷却水路成型过程中出现材料坍塌，减少增材制造成型随形冷却水路3结构的缺陷，提高冷却水路3的结构强度，提高压铸模具1的服役寿命；
[0038]所述薄壁4将冷却水路3分隔成两个分水路5，垂直于薄壁4的方向设置有多个孔6；所述孔6形状为圆形或者棱形，孔6截面的外接圆直径为2mm，孔间距为4mm，孔的结构可以使压铸模具冷却水变为湍流，提高水与压铸模具1的热交换效率，同时降低压铸模具1的重量，降低压铸模具1的增材制造成本；
[0039]所述薄壁4贯穿冷却水路3的顶部至底部，薄壁4穿过冷却水路3的中心，薄壁4平行于压铸模具1增材制造过程的成型方向的线，所述薄壁4以冷却水路3的中心为对称；
[0040]如图6所示，分水路5的横截面为菱形，如图10所示，分水路5的横截面半圆形，圆形、棱形截面的结构，在激光增材制造过程中，这种结构是自支撑结构，不需要额外添加支撑，便可以打印成型。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增材制造随形冷却压铸模具水路结构，包括压铸模具(1)，压铸模具(1)上设置有两个水口(2)，其特征在于：两个水口(2)之间通过弯曲设置的冷却水路(3)连通，冷却水路(3)内设置有薄壁(4)。2.根据权利要求1所述的一种增材制造随形冷却压铸模具水路结构，其特征在于：两个水口(2)分别为进水口和出水孔。3.根据权利要求1所述的一种增材制造随形冷却压铸模具水路结构，其特征在于：所述冷却水路(3)截面为圆形或者棱形，冷却水路(3)外接圆的直径为D，D的值为1mm
‑
8mm。4.根据权利要求3所述的一种增材制造随形冷却压铸模具水路结构，其特征在于：所述薄壁(4)的厚度为T，薄壁(4)的结构与冷却水路(3)的顶部及底部紧密贴合，为冷却水路(3)的成型过程提供支撑，其中，T＝(6
1/2
‑21/2
)/2*D。5.根据权利要求4所述的一种增材制造随形冷却压铸模具水路结构，其特征在于：垂直于薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世纪，佟鑫，胡正正，黄玉山，杨俊杰，
申请(专利权)人：广州鑫研锦增材科技有限公司，
类型：新型
国别省市：