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金属3D打印模具

Mold

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金属3D打印模具

在传统注塑过程中,模具温度直接影响着注塑制品的质量和生产效率,其中热残余应力容易在以下两个阶段产生:一是注塑制品在型腔中的冷却阶段,二是注塑制品从脱模温度冷却到室温的阶段。

因此对模具的温度控制就变得尤为重要,它主要通过模具的冷却系统来进行适当的控制和调节。


传统模具冷却水路主要采用钻孔的常规加工方法,所以设计的注塑模具冷却水路主要是直线型;水路还受到顶出系统、抽芯机构、镶拼结构、骨位等的约束限制,

因此模具本身的结构特征也严重的制约着冷却水道的分布、大小和数量。

随形冷却就成为了复杂模具设计的首选方式,这时以成型复杂几何形状为优势的3D打印也有了极大的用武之地。

 


在注塑模具的注塑成型的工作过程中,塑件必须在充分冷却后才能被弹出,任何热点都会延长注塑件的注塑周期,而且这些热点也会影响注塑件质量,故而控制温度是注塑模具生产过程中极为重要的一个节。

而冷却时间占据了整个成型周期中70%-80%的时间,所以快速有效地冷却既能缩短成型时间,提高生产效率,又能提高产品质量。


冷却水道是控制模具温度最有效的手段。使用冷却液或冷却水在模具内的冷却水道中循环流动,以带走注塑过程中多余的热量,减少冷却时间,达到提升注塑模具冷却效率的目的。

传统的冷却水道受限于传统加工的能力只能加工成简单的直孔,当注塑件形状结构复杂时,其冷却效果差,零件变形大,难以满足注塑模具对冷却效率和冷却均匀性的需求。


因此随形冷却水道应运而生,随形冷却水道的形状随着塑件外形变化,很好地解决了传统冷却水道与模具型腔表面距离不一致的问题,使得塑件冷却更均匀,冷却效率更高。

早期受限于传统机加工的能力,随形冷却水道未能得到很好的发展,

随着近年来3D打印技术的迅猛发展,3D打印技术成为随形冷却水道最为理想的制造手段,同时随形冷却水道也是金属3D打印技术最重要的应用方面之一。



利用金属3D打印技术成型随形冷却水道具有以下优点:

1.贴合壁面的随形水路设计,具有传统水路无法比拟的冷却效果,提高生产效率。

2.分布均衡的随形水路设计,提供出众的冷却一致性,保证产品均匀收缩,提高产品质量。

3.一体化的打印加工方式,巧妙回避了传统水路需要考虑零件拆分,密封等问题,提高了模具寿命和可靠性,降低生产成本。

4.少量的加工余量,减少了材料消耗和机加工时间,缩短模具制造周期。



金属3D打印技术在模具制造上面的应用主要为一下三种形式:

1.打印构建具有随形冷却水道的模具镶件

注塑模具工作过程中,难以冷却热点会延长注塑件的注塑周期,同时还会严重影响到注塑件质量。

在模具的设计制造过程中,可以在难以冷却的热点位置添加具有随形冷却水道的镶件,有助于热点快速有效地冷却,缩短成型时间,提高生产效率,提高产品质量。

 

2.打印制造整个型芯型腔

对于某些结构复杂,容易冷却不均匀的塑件,可以通过“种植”的方式,在已CNC加工好的简单基体上打印成型结构复杂、具有随形冷却水道的型芯型腔。

 

3.修补破损模具

利用金属3D打印技术对破损的模具进行修补或改造成具有随形水道的模具。



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