本發(fā)明涉及一種模具制作方法，屬模具制造領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種孕鑲金剛石鉆頭的3D打印模具制作方法。

背景技術(shù)：

石油鉆井過程中，孕鑲金剛石鉆頭由于在高研磨性、夾層等復雜地層具有使用壽命長、鉆進速度快等特性而被廣泛應用。孕鑲金剛石鉆頭主要由與鉆桿連接的絲扣、鉆頭體組成，鉆頭體上燒結(jié)有預制成型的孕鑲齒，孕鑲齒含有小顆粒金剛石。目前，孕鑲金剛石鉆頭制造主要采用粉末冶金與鋼體經(jīng)模具組合燒結(jié)而成。孕鑲金剛石鉆頭模具制作，由于孕鑲金剛石鉆頭結(jié)構(gòu)復雜，孕鑲齒多而不規(guī)則，在石墨模具加工過程中，采用銑床刻制模具，形成孕鑲齒的安放位置，模具刻制完后人工修整模具，模具制作周期長、精度低、石墨粉塵污染嚴重、成本高，孕鑲金剛石鉆頭設(shè)計受加工設(shè)備制造能力影響較大；進而在充分考慮了孕鑲金剛石鉆頭包鑲能力的前提下，在鉆頭局部空間狹窄位置難以布置孕鑲齒，造成該區(qū)域切削元件金剛石含量減少，在鉆頭高速鉆進過程磨損嚴重，導致鉆頭失效，難以實現(xiàn)降能環(huán)保和降低鉆井成本的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種孕鑲金剛石鉆頭的3D打印模具制作方法，解決了以往孕鑲金剛石鉆頭模具制作繁瑣、成本高、周期長、精度低的技術(shù)難題。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種孕鑲金剛石鉆頭的3D打印模具制作方法，包括以下步驟：

①建立孕鑲金剛石鉆頭三維數(shù)字模型；

②根據(jù)鉆頭三維數(shù)字模型進行求反處理得到孕鑲金剛石鉆頭的數(shù)字陰模模型；

③將數(shù)字陰模模型通過電腦軟件處理成3D打印機所需的打印數(shù)據(jù)；

④將陰模模型打印數(shù)據(jù)通過3D打印機打印成陰模模具；

⑤通過打印的陰模模具翻制孕鑲金剛石鉆頭生產(chǎn)用的橡膠陽模；

⑥通過橡膠陽模翻制生產(chǎn)陶土模；

⑦陶土模組裝安放孕鑲齒，裝填燒結(jié)材料和合金燒結(jié)后鉆頭成型。

所述燒結(jié)材料為碳化物粉料或銅鎳合金。

所述打印數(shù)據(jù)為stl格式的數(shù)據(jù)文件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的制造方法設(shè)計孕鑲金剛石鉆頭孕鑲齒布局不受加工制造設(shè)備制造能力和人為因素干擾的影響，制造精度高。

2、本發(fā)明的制造方法模具可以重復使用，制作周期短及環(huán)境污染小。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。

圖1是本發(fā)明陰模模具的主視圖；

圖2是本發(fā)明陰模模具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3利用3D打印的陰模翻制的橡膠陽模模具；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。

如圖1-圖3所示，一種孕鑲金剛石鉆頭的3D打印模具制作方法，包括以下步驟：

⑧建立孕鑲金剛石鉆頭三維數(shù)字模型；

⑨根據(jù)鉆頭三維數(shù)字模型進行求反處理得到孕鑲金剛石鉆頭的數(shù)字陰模模型；

⑩將數(shù)字陰模模型通過電腦軟件處理成3D打印機所需的打印數(shù)據(jù)；

將陰模模型打印數(shù)據(jù)通過3D打印機打印成陰模模具；

通過打印的陰模模具翻制孕鑲金剛石鉆頭生產(chǎn)用的橡膠陽模；

通過橡膠陽模翻制生產(chǎn)陶土模；

陶土模組裝安放孕鑲齒，裝填燒結(jié)材料和合金燒結(jié)后鉆頭成型。

所述燒結(jié)材料為碳化物粉料或銅鎳合金。

所述打印數(shù)據(jù)為stl格式的數(shù)據(jù)文件。

本發(fā)明根據(jù)設(shè)計具體要求，可以使用NX、Pro-E、CATIA及Solidworks等三維制圖軟件設(shè)計鉆頭三維數(shù)字模型，并使用Geomagic Studio、Magics等軟件將數(shù)字陰模模型處理成打印所需stl格式數(shù)據(jù)文件。

本發(fā)明通過孕鑲金剛石鉆頭三維模型-利用3D打印成型技術(shù)打印鉆頭陰模模型-利用橡膠翻制鉆頭生產(chǎn)陽模模具-利用陽模翻制陶土模具-模具組裝-裝填粉料燒結(jié)鉆頭的步驟完成3D打印模具的制作。本發(fā)明孕鑲金剛石鉆頭3D打印模具制作工藝具有以下優(yōu)點：①設(shè)計孕鑲金剛石鉆頭孕鑲齒布局不受加工制造設(shè)備制造能力影響，設(shè)計方便快捷；②采用3D打印技術(shù)制造模具精度高，不受人為因素干擾；③模具可以重復使用，相較傳統(tǒng)刻模模具制作工藝模具僅能使用1次降低了成本；④3D打印模具工藝較傳統(tǒng)刻模制造工藝而言，制作周期短，環(huán)境污染小。

如上所述即為本發(fā)明的實施例。前文所述為本發(fā)明的各個優(yōu)選實施例，各個優(yōu)選實施例中的優(yōu)選實施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優(yōu)選實施方式為前提，各個優(yōu)選實施方式都可以任意疊加組合使用，所述實施例以及實施例中的具體參數(shù)僅是為了清楚表述發(fā)明人的發(fā)明驗證過程，并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍，本發(fā)明的專利保護范圍仍然以其權(quán)利要求書為準，凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。