一種內(nèi)部具有隨形水路的模具及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模具及其制作工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種內(nèi)部具有隨形水路的模具以及該種模具的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，需要在模具上制作水路用于對(duì)模具進(jìn)行加熱或冷卻，并保持模具溫度的恒定，但由于傳統(tǒng)制作工藝的局限，通過(guò)鉆孔打通形成的水路，其軌跡一般只能為直線或平面，曲面或其它復(fù)雜形狀則無(wú)法加工。隨著3C電子產(chǎn)品的日益同質(zhì)化，越來(lái)越多的廠家為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化，使得產(chǎn)品的形狀/制作工藝日益復(fù)雜，產(chǎn)品不斷向輕薄化、曲面化發(fā)展，從而對(duì)模具和成型工藝也提出了更高的要求。
[0003]現(xiàn)有的水路冷卻，面對(duì)薄壁、大曲面等產(chǎn)品時(shí)，由于冷卻水路都處于同一平面上，水路到曲面的距離不盡相同導(dǎo)致冷卻不均，存在內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致產(chǎn)品翹曲/變形，尤其是薄壁產(chǎn)品，變形和翹曲的缺陷則更加明顯，給產(chǎn)品的制作生產(chǎn)帶來(lái)了較大的困難。針對(duì)這些問(wèn)題，傳統(tǒng)的解決方法有兩種:
[0004]方法1:調(diào)整成型工藝、設(shè)備，例如使用高速注塑設(shè)備，成型時(shí)利用高速高壓將熔體快速填充；
[0005]方法2:利用特殊的方法制作隨形水路，如選擇性激光燒結(jié)技術(shù)。
[0006]但這兩種方法都存在一定的局限性。方法I采用高速注塑設(shè)備，需要增加投資和生產(chǎn)成本，且還存在產(chǎn)品內(nèi)部殘余應(yīng)力大、產(chǎn)品易翹曲變形的問(wèn)題；而方法2制作成本很高，且技術(shù)大多為國(guó)外所壟斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要目的在于提出一種內(nèi)部具有隨形水路的模具的制作方法，以簡(jiǎn)單的工藝和低成本在模具的模仁內(nèi)部制作復(fù)雜形狀的隨形水路，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的難以制作復(fù)雜形狀水路以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行均勻冷卻而導(dǎo)致的薄壁、大曲面產(chǎn)品翹曲變形、殘余應(yīng)力大、冷卻時(shí)間長(zhǎng)和短射的問(wèn)題。
[0008]一種內(nèi)部具有隨形水路的模具的制作方法，包括模仁制作步驟，以所述隨形水路為界將模仁劃分為上模仁和下模仁，并且至少使所述下模仁上具有與所述隨形水路匹配的水路軌跡，所述模仁制作步驟包括:
[0009]S1、制作下模仁輔助成型治具；制作樹脂的隨形水路模型；
[0010]S2、取第一用量的成型粉末倒入成型槽中并用所述下模仁輔助成型治具按壓，以壓制出下模仁模型，并且所述下模仁模型上具有所述水路軌跡，其中，所述成型粉末包括金屬粉末；
[0011]S3、在所述下模仁模型的所述水路軌跡上放置所述隨形水路模型；
[0012]S4、往所述成型槽中倒入第二用量的所述成型粉末以覆蓋所述下模仁模型和所述隨形水路模型，并按壓所述成型粉末，以壓制出上模仁模型，形成內(nèi)部具有所述隨形水路模型的模仁模型；
[0013]S5、對(duì)步驟S4形成的所述模仁模型進(jìn)行燒結(jié)脫脂，以使所述下模仁模型和所述上模仁模型結(jié)合為一體并去除所述隨形水路模型，形成內(nèi)部具有所述隨形水路的模仁。
[0014]現(xiàn)有技術(shù)中制作位于模仁內(nèi)部的水路時(shí)，一般是通過(guò)鉆孔的方式在模仁內(nèi)部鉆孔并貫通，使其成為連通的水路，此種方法得到的水路軌跡由直線組成，并且對(duì)于曲面產(chǎn)品，此種水路無(wú)法對(duì)曲面產(chǎn)品進(jìn)行均勻的冷卻。而本發(fā)明提供的上述技術(shù)方案，針對(duì)復(fù)雜形狀的內(nèi)部隨形水路，從模仁制作入手，先制作用于壓制下模仁的下模仁輔助成型治具，基于金屬粉末壓制技術(shù)，先填充用于制作下模仁的金屬粉末，再用下模仁輔助成型治具按壓金屬粉末定型為下模仁，再放置事先制作好的隨形水路模型，在此基礎(chǔ)上再填充用于制作上模仁的金屬粉末，再次進(jìn)行按壓，從而，在成型槽內(nèi)形成內(nèi)部具有隨形水路模型的模仁，只要進(jìn)行燒結(jié)使上、下模型結(jié)合成為一個(gè)整體，同時(shí)燒結(jié)脫去樹脂制作的隨形水路模型，則模仁內(nèi)部便形成符合要求的隨形水路。采用本方案，能夠制作各種復(fù)雜形狀的隨形水路，包括形狀線條復(fù)雜以及水路軌跡為曲面的水路，這樣一來(lái)，針對(duì)形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，尤其是曲面較多又薄壁的產(chǎn)品，根據(jù)型腔的形狀來(lái)設(shè)計(jì)不同的水路，以保證型腔外圍的水路的各個(gè)段距離型腔內(nèi)表面的垂直距離都一致，從而能夠達(dá)到冷卻均勻的有益效果。與現(xiàn)有的選擇性激光燒結(jié)技術(shù)制作隨形水路相比，本方案不需要昂貴的激光燒結(jié)設(shè)備，使用常規(guī)的脫脂爐即可，降低了設(shè)備要求和制作成本，適用范圍更廣；與模仁剖分再焊接組合來(lái)制作隨形水路的方法相比，這些方法得到的隨形水路是拼接后焊接形成的，具有焊接痕并且不能保證完全不漏水，而且使用不了多久，焊接處性能便會(huì)下降，從而影響模具的使用，而本方案中，在模仁燒結(jié)成型前已經(jīng)通過(guò)水路模型預(yù)留好了水路，因此燒結(jié)的同時(shí)模仁一體成型并且脫脂去除了水路模型，形成的隨形水路沒(méi)有縫隙，整個(gè)水路是一次性形成的，不存在縫隙，不會(huì)發(fā)生漏水等問(wèn)題；同時(shí)，本方案不需要進(jìn)行的大量的CNC加工，脫脂燒結(jié)后上下模仁成為一個(gè)整體，避免了后續(xù)模仁開裂、漏水等風(fēng)險(xiǎn)，性能更加安全可靠。
[0015]本發(fā)明的另一目的在于提出一種內(nèi)部具有隨形水路的模具，以解決現(xiàn)有的模具冷卻水路結(jié)構(gòu)無(wú)法靈活適應(yīng)產(chǎn)品形狀，水路無(wú)法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行均勻冷卻而導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲變形、殘余應(yīng)力大、冷卻時(shí)間長(zhǎng)和短射的問(wèn)題。
[0016]一種內(nèi)部具有隨形水路的模具，包括模仁和型腔，所述模具由前述的方法制作而成，所述隨形水路位于所述模仁內(nèi)部，所述模仁通過(guò)前述的模仁制作步驟制作而成；所述隨形水路包括主水路和輔水路，所述主水路均勻分布于所述型腔外圍，并且到所述型腔的內(nèi)壁的垂直距離是一致的，用于吸收來(lái)自所述型腔的熱量；所述輔水路均勻分布于所述主水路的外圍，用于將來(lái)自所述主水路的熱量傳遞到模具外圍的空間。
[0017]本方案提供的內(nèi)部具有隨形水路的模具，在用于成型形狀構(gòu)造較為復(fù)雜且薄壁的產(chǎn)品時(shí)，能夠根據(jù)型腔的形狀變化來(lái)設(shè)計(jì)不同的隨形水路，以保證水路各處距離型腔的垂直距離都是相等的，避免了因某些曲面部位距離冷卻水路偏近或偏遠(yuǎn)而導(dǎo)致的冷卻速度偏快或偏慢的問(wèn)題，從而保證了產(chǎn)品各部位冷卻速度一致，冷卻均勻，形成良好的外觀。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是內(nèi)部具有隨形水路的模仁的剖視圖；
[0019]圖2是上模仁的示意圖；
[0020]圖3是下模仁的示意圖；
[0021]圖4是下模仁輔助成型治具的示意圖；
[0022]圖5是隨形水路模型的示意圖；
[0023]圖6是放置了隨形水路模型的下模仁模型；
[0024]圖7是壓制成型后的內(nèi)部具有隨形水路模型的模仁模型的爆炸示意圖；
[0025]圖8是一種用于制作大曲面薄壁產(chǎn)品的模具的模仁的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】提供一種制作內(nèi)部具有隨形水路的模具的方法，該模具具有型腔40和模仁，該方法包括模仁制作步驟，在制作模仁時(shí)，根據(jù)計(jì)算機(jī)3D模型，以隨形水路10為界(圖1和圖8中虛線即代表分界，并非模仁內(nèi)部真實(shí)存在的縫隙)將模仁劃分為圖2所示的上模仁20和圖3所示的下模仁30，如圖1和圖3所示，在下模仁30上具有與隨形水路10匹配的水路軌跡31，也可以同時(shí)在上模仁20和下模仁30上分別具有與隨形水路10的上半部分和下半部分匹配的水路軌跡21、31。劃分完成后，根據(jù)計(jì)算機(jī)3D模型，分開制作上模仁模型、下模仁模型和隨形水路模型，所述模仁制作步驟包括:
[0028]S1、制作下模仁輔助成型治具；制作樹脂材質(zhì)的隨形水路模型。在一種具體的實(shí)施例中，下模仁輔助成型治具是采用柔性金屬通過(guò)CNC(數(shù)控機(jī)床)，根據(jù)上模仁的形狀和隨形水路的形狀制作而成，此處的柔性金屬例如可以是鋁金屬、鋁合金或鋅合金等，如圖4所示，所述下模仁輔助成型治具50包括具有第一形狀的第一按壓部件51和具有第二形狀的第二按壓部件52，其中第一形狀與上模仁20形狀一致，第二形狀與隨形水路模型的形狀一致。在一種具體的實(shí)施例中，隨形水路模型可以采用如下方式制作:將樹脂空心管或樹脂實(shí)心圓棒加熱到高于樹脂軟化點(diǎn)5?25°C，然后按照隨形水路的計(jì)算機(jī)3D模型，采用輔助治具彎折出符合尺