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1、(10)申请公布号 CN 103407134 A (43)申请公布日 2013.11.27 CN 103407134 A *CN103407134A* (21)申请号 201310321201.7 (22)申请日 2013.07.29 B29C 45/73(2006.01) (71)申请人 无锡安迪利捷贸易有限公司 地址 214115 江苏省无锡市新区鸿山街道后 宅鸿山路 99 号 (72)发明人 梅俊发 吴鑫华 王安琪 华远宝 (74)专利代理机构 无锡盛阳专利商标事务所 ( 普通合伙 ) 32227 代理人 顾吉云 (54) 发明名称 模具的异型冷却水路结构及具有该结构模具 的加工方法 (。
2、57) 摘要 本发明提供了模具的异型冷却水路结构， 其 能解决现有注塑模具的冷却水道受机加工工艺限 制而造成的结构简单、 冷却效果差的问题， 其包括 模具本体， 模具本体内安装有模仁， 冷却水路设置 于模仁内， 冷却水路在所述模仁内围绕成型腔面 呈环形布置。本发明还提供了具有该种冷却水路 结构模具的加工方法， 其包括具有异型冷却水路 结构的模仁的加工以及模具其它部件的加工， 其 特征在于 ： 具有异型冷却水路结构的模仁采用增 材制造技术进行加工。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页。
3、 说明书3页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103407134 A CN 103407134 A *CN103407134A* 1/1 页 2 1. 模具的异型冷却水路结构， 其包括模具本体， 所述模具本体内安装有模仁， 其特征在 于 ： 所述冷却水路设置于所述模仁内， 所述冷却水路在所述模仁内围绕成型腔面呈环形布 置。 2. 根据权利要求 1 所述的模具的异型冷却水路结构， 所述冷却水路在所述模仁内围绕 成型腔面呈环形并沿所述成型腔面高度方向呈螺旋上升状布置。 3. 一种具有异型冷却水路结构的注塑模具的加工方法， 其包括具有异型冷却水路结构 的模仁的加工以及模具其它部件的加工， 其特征。
4、在于 ： 所述具有异型冷却水路结构的模仁 采用增材制造技术进行加工。 4. 一种具有异型冷却水路结构的注塑模具的加工方法， 其特征在于 ： 所述模具的其它 部分与所述具有异型冷却水路结构的模仁采用所述增材制造技术整体加工。 5. 根据权利要求 3 或 4 所述的一种具有异型冷却水路结构的注塑模具的加工方法， 其 特征在于 ： 所述增材制造技术包括以下工艺步骤 ： （1） 对需要采用增材制造的模具部分建立电脑三维模型 ； （2） 对步骤 （1） 所建电脑三维模型进行二维化处理， 即将所述电脑三维模型沿 Z 轴方向 按相等的层厚分割成一系列二维图形 ； （3） 根据步骤 （2） 中所述一系列二维图。
5、形生成相应的激光扫描路径 ； （4） 在增材制造设备加工平台上均匀地铺设一层材料粉末 ； （5） 利用高能激光或电子束按所述激光扫描路径扫描所述加工平台上的材料粉末， 受 所述高能激光或电子束扫描的材料粉末熔化后固结于所述加工平台表面 ； （6） 在已经熔结了一层图形的加工平台表面铺设第二层材料粉末 ； （7） 依次重复步骤 （5） 、（6） ， 直至所述需要采用增材制造的模具部分整体成形 ； （8） 再将熔结于加工平台的所述模具部分与加工平台一起整体从增材制造设备中移 出， 清理注塑模具表面与内部浮粉， 采用线切割的方式将注塑模具从加工平台表面分离。 6. 根据权利要求 5 所述的一种具有异。
6、型冷却水路结构的注塑模具的加工方法， 其特 征在于 ： 所述增材制造技术包括熔融堆积技术 (FDM)、 电子束熔融 （EBM） 、 激光近净成形 （LEMS） 、 选择性激光烧结 （SLS） 、 直接金属粉末烧结 （DMLS） 、 3D 打印 （3DP） 技术中的任一种。 7. 根据权利要求 6 所述的一种具有异型冷却水路结构的注塑模具的加工方法， 其特征 在于 ： 每一层铺设于所述加工平台上的材料粉末的厚度与所述步骤 （2） 中的层厚相等。 8. 根据权利要求 7 所述的一种具有异型冷却水路结构的注塑模具的加工方法， 其特征 在于 ： 所述层厚为 10-100m。 9. 根据权利要求 8 所。
7、述的一种具有异型冷却水路结构的注塑模具的加工方法， 其特征 在于 ： 所述材料粉末的颗粒直径在 0-100m。 10. 根据权利要求 9 所述的一种具有异型冷却水路结构的注塑模具的加工方法， 其特 征在于 ： 所述材料粉末为丙烯酸 - 丁二烯 - 苯乙烯 （ABS） 、 聚碳酸酯、 聚酯、 聚苯、 钛合金、 铝 合金、 镍基合金、 不锈钢、 工具钢、 铜、 贵金属以及其他可用于增材制造的金属、 高分子和陶 瓷材料中的任一种。 权 利 要 求 书 CN 103407134 A 2 1/3 页 3 模具的异型冷却水路结构及具有该结构模具的加工方法 技术领域 0001 本发明涉及注塑模具的设计生产领。
8、域， 具体为模具的异型冷却水路结构及具有该 结构模具的加工方法。 背景技术 0002 一般注塑模具内都会开有冷却水路， 在加工产品时冷却水路内通有冷却水以达到 快速冷却产品、 冷却模具的目的， 从而提高生产效率、 保证产品质量并延长模具使用寿命， 目前注塑模具的冷却水路一般设置于安装模仁的模具体内或者直接设置于模仁内， 其包括 横向水路 6 与纵向水路 7， 且横向水路 6 与纵向水路 7 相互垂直联通， 图 1 和图 2 中， 其冷却 水路 6、 7 设置于注塑模具的模仁 8 内， 其缺点在于 ： 其冷却水路都由机加工完成， 而受到目 前机加工工艺的影响， 冷却水路多为横、 纵向垂直联通的结。
9、构， 其分布形式单一， 冷却水路 较短， 因而冷却速率低、 冷却效果差， 特别是对于具有复杂型腔的模具采用现有的冷却水路 结构无法起到快速冷却的作用， 因而生产效率低、 产品质量不稳定、 模具的使用寿命低。图 1 和图 2 中， 9 为冷却水路的进水口， 10 为冷却水路的出水口。 发明内容 0003 针对上述问题， 本发明提供了模具的异型冷却水路结构， 其能解决现有注塑模具 的冷却水道受机加工工艺限制而造成的结构简单、 冷却效果差的问题， 从而提高产品加工 效率、 保证产品质量、 降低模具使用寿命 ； 同时， 本发明还提供了具有该种冷却水路结构模 具的加工方法。 0004 模具的异型冷却水路。
10、结构， 其包括模具本体， 所述模具本体内安装有模仁， 其特征 在于 ： 所述冷却水路设置于所述模仁内， 所述冷却水路在所述模仁内围绕成型腔面呈环形 布置。 0005 其进一步特征在于 ： 所述冷却水路在所述模仁内围绕成型腔面呈环形并沿所述成 型腔面高度方向呈螺旋上升状布置。 0006 一种具有异型冷却水路结构的注塑模具的加工方法， 其包括具有异型冷却水路结 构的模仁的加工以及模具其它部件的加工， 其特征在于 ： 所述具有异型冷却水路结构的模 仁采用增材制造技术进行加工。 0007 其进一步特征在于 ： 所述模具其它部分的加工采用传统机加工工艺完成 ； 所述模具的其它部分与所述具有异型冷却水路结。
11、构的模仁采用所述增材制造技术整 体加工。 0008 其更进一步特征在于 ： 所述增材制造技术包括以下工艺步骤 ： （1） 对需要采用增材制造的模具部分建立电脑三维模型 ； （2） 对步骤 （1） 所建电脑三维模型进行二维化处理， 即将所述电脑三维模型沿 Z 轴方向 说 明 书 CN 103407134 A 3 2/3 页 4 按相等的层厚分割成一系列二维图形 ； （3） 根据步骤 （2） 中所述一系列二维图形生成相应的激光扫描路径 ； （4） 在增材制造设备加工平台上均匀地铺设一层材料粉末 ； （5） 利用高能激光或电子束按所述激光扫描路径扫描所述加工平台上的材料粉末， 受 所述高能激光或电子。
12、束扫描的材料粉末熔化后固结于所述加工平台表面 ； （6） 在已经熔结了一层图形的加工平台表面铺设第二层材料粉末 ； （7） 依次重复步骤 （5） 、（6） ， 直至所述需要采用增材制造的模具部分整体成形 ； （8） 再将熔结于加工平台的所述模具部分与加工平台一起整体从增材制造设备中移 出， 清理注塑模具表面与内部浮粉， 采用线切割的方式将注塑模具从加工平台表面分离。 0009 其进一步特征在于 ： 所述增材制造技术包括熔融堆积技术 (FDM)、 电子束熔融 （EBM） 、 激光近净成形 （LEMS） 、 选择性激光烧结 （SLS） 、 直接金属粉末烧结 （DMLS） 、 3D 打印 （3DP）。
13、技术中的任一 种 ； 每一层铺设于所述加工平台上的材料粉末的厚度与所述步骤 （2） 中的层厚相等 ； 所述层厚为 10-100m ； 所述材料粉末的颗粒直径在 0-100m ； 所述材料粉末为丙烯酸 - 丁二烯 - 苯乙烯 （ABS） 、 聚碳酸酯、 聚酯、 聚苯、 钛合金、 铝合 金、 镍基合金、 不锈钢、 工具钢、 铜、 贵金属以及其他可用于增材制造的金属、 高分子和陶瓷 材料中的任一种。 0010 本发明的注塑模具的冷却水路结构， 其冷却水路设置于模仁内、 且围绕成型腔面 呈环形布置， 使得冷却水路能够围绕在型腔外周， 因而其在注塑成型产品时能够快速冷却 的作用， 从而提高加工效率， 并。
14、且冷却均匀， 保证产品的质量稳定、 并能延长模具使用寿命 ； 由于本发明注塑模具的冷却水是围绕在型腔面的模仁内， 采用传统的机加工方法无法进行 该结构模具的加工， 因此本发明提供了采用增材制造技术进行该结构模具的加工方法， 其 通过电脑精确控制高能激光束或电子束局部熔化粉末金属材料、 并逐层堆积， 从而根据三 维复杂电脑模型直接生成致密的几何形状的实体零件， 因而不受加工结构的限制， 能根据 需求在模具激光加工过程中一次成型几乎任何特殊结构和冷却水路结构， 极大地弥补了传 统机加工的工艺缺陷， 解决复杂模具结构加工。 附图说明 0011 图 1 为现有的注塑模具的一种冷却水路结构的俯视布置示意。
15、图 ； 图 2 为图 1 的注塑模具的一种冷却水路结构的主视布置示意图 ； 图 3 为本发明的一种注塑模具的冷却水路结构的俯视布置示意图 ； 图 4 为图 3 的注塑模具的一种冷却水路结构的主视布置示意图 ； 图 5 为本发明另一种实施方式的冷却水路结构示意图 ； 图 6 为图 5 的剖面示意图。 具体实施方式 0012 模具的异型冷却水路结构， 见图 3 和图 4， 其包括模具本体 （图中未示出） ， 模具本 说 明 书 CN 103407134 A 4 3/3 页 5 体内安装有模仁 1， 冷却水路 2 设置于模仁 1 内， 冷却水路 2 在模仁 1 内围绕成型腔面 3 呈 环形布置。 0。
16、013 本发明模具的异型冷却水路结构的另一种实施方式， 见图 5 和图 6， 冷却水路 4 在 模仁 5 内围绕成型腔面 3 并沿成型腔面高度方向呈螺旋上升状布置。 0014 一种具有异型冷却水路结构的注塑模具的加工方法， 其包括具有异型冷却水路结 构的模仁的加工以及模具其它部件的加工， 本实施例中具有异型冷却水路结构的模仁采用 增材制造技术进行加工， 模具其它部件采用传统机加工工艺加工， 下面具体描述下采用增 材加工方法加工图 5、 图 6 所示具有异型冷却水路结构的模仁的实施步骤 ： 其增材制造设备 采用 EOS M280， 对应软件为 PSW3.5， 其具体实施步骤为 ：（1） 对具有异。
17、型水路结构的模仁 建立电脑三维模型 ；（2） 使用软件 RP-Tools 对三维模型进行二维化处理 ： 即将该结构在 Z 轴轴方向切割成层厚均为 10m 的一系列二维图形层片 ；（3） 再将该系列二维图形导入软 件 EOS PSW3.5， 该软件根据图像自动计算出每一层二维图形的激光扫描路径及使用参数 ； （4） 再在增材制造设备的加工平台表面铺展第一层厚度为 10m 材料粉末 ；（5） 然后计算机 将根据导入 PSW3.5 的二维图像列的首张图像控制聚焦激光在粉层的相应位置进行扫描， 高能的聚焦激光熔化其扫描路径范围内的材料粉末， 并将其与平台 / 底座牢牢的固定在一 起 ；（6） 第一层烧。
18、结完毕后， 在已经凝固的第一层图形表面铺展第二层厚度为 10m 的材料 粉末， 之后电脑控制激光光源依照第二层数模的图形选择性熔化金属粉末， 并与第一层结 构融合在一起。其中， 每次铺展的粉层厚度等同于二维化处理时的单层数据层厚， 以达到 Z 轴尺寸的精确性。重复步骤 （6） ， 直到完成整个模仁的制造， 然后将与熔结于平台上的结构 与平台一起从增材制造设备中移出， 清理表面与内部粉末， 采用机加工的方法进行表面处 理， 完成最终结构。本实施例中采用材料粉末为颗粒直径为 0-100m 的模具钢粉末。 说 明 书 CN 103407134 A 5 1/3 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103407134 A 6 2/3 页 7 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103407134 A 7 3/3 页 8 图 6 说 明 书 附 图 CN 103407134 A 8 。