本發(fā)明屬于模具加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合樹脂金屬模具。

背景技術(shù)：

中國是世界鑄造大國，鑄造模具有著廣闊的發(fā)展空間和創(chuàng)新。但由于模具的制作方法中，陰模和/或陽模構(gòu)成母模的制作流程較為復(fù)雜和繁瑣。樹脂模具與金屬模具相比不耐磨、不耐溫（使用溫度只限于80度以內(nèi)）。投入胎模材料多、資金大，采用數(shù)控雕銑機(jī)和/或木工雕刻機(jī)加工周期長。專利zl200710010860.3的《環(huán)保型復(fù)合樹脂模具的制作方法》發(fā)明專利即屬此類。其中所采用的模具胎模材料為密度板等，本身就是一項(xiàng)污染源，數(shù)控加工的粉塵很難以控制，粉末和邊角余料也無法回收循環(huán)再利用?，F(xiàn)有技術(shù)中，利用金屬3d打印一體化設(shè)備加工制造的金屬模具，由于技術(shù)的局限性，加工成的金屬外殼皮薄，易變型，無法用作鑄造模具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種復(fù)合樹脂金屬模具，所述復(fù)合樹脂金屬模具包括金屬層、樹脂纖維層和金屬支撐架，所述樹脂纖維層設(shè)置在金屬層的背層，所述金屬支撐架貫穿樹脂纖維層且一端固定連接在金屬層的內(nèi)側(cè)，另一端伸出樹脂纖維層。

進(jìn)一步的，所述金屬層采用金屬3d打印設(shè)備加工成型，厚度約為2-3mm，該金屬3d打印設(shè)備為鑄、鍛、銑一體的金屬3d打印設(shè)備。

進(jìn)一步的，所述金屬支撐架與金屬層為一體加工成型或通過金屬層的背面預(yù)設(shè)的螺孔和/或螺栓連接，金屬支撐架為t型、三角形或其他結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述樹脂纖維層采用的基體材料為改性樹脂，改性樹脂的成分為聚氨酯和/或環(huán)氧樹脂，采用的增強(qiáng)纖維為玻璃纖維和/或碳纖維，還包括固化劑，固化劑采用888固化劑，所述樹脂纖維層厚度約為5-10mm。

進(jìn)一步的，所述樹脂纖維層采用的材料還包括納米耐磨填料和增韌劑。

進(jìn)一步的，所述納米耐磨填料為納米二氧化硅，所述增韌劑為pa662。

本發(fā)明還提供一種復(fù)合樹脂金屬模具的制作方法的技術(shù)方案：所述樹脂纖維層采用的基體材料為改性樹脂，改性樹脂的成分為聚氨酯和/或環(huán)氧樹脂，采用的增強(qiáng)纖維為玻璃纖維和/或碳纖維，具體步驟如下：

1）通過金屬3d打印設(shè)置，加工制作金屬層；

2）將改性樹脂置于恒溫箱中加熱至30℃-40℃，40-50分鐘；

3）在液態(tài)的改性樹脂中添加固化劑、納米耐磨填料和增韌劑，拌勻，在金屬層背層薄薄的噴刷一層厚度為0.1-0.3mm的改性樹脂，當(dāng)半凝膠時涂刷第二層改性樹脂；

4）在改性樹脂層上鋪放增強(qiáng)纖維，抱固增強(qiáng)厚度約為5-10mm。

優(yōu)選的，步驟3）和4）為常溫條件下進(jìn)行，時間總和控制在50分鐘之內(nèi)。

進(jìn)一步的，為了制造長度大于7m的大型模具時，制作長度大于7m的大型模具，在步驟1）之前還包括如下步驟：由于3d打印設(shè)備加工行程小，需將金屬層分解成不少于兩個的模塊進(jìn)行金屬3d打印加工成型，在高精度的平板上，按照模具的圖紙實(shí)際尺寸形狀放樣并依定位線進(jìn)行組合，再將組合一體的大型模具的金屬層與金屬支撐架加固連接，將樹脂纖維層設(shè)置在金屬層的背層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：采用金屬層和樹脂纖維層的解決了傳統(tǒng)樹脂模具不耐磨、不耐溫、加工過程復(fù)雜的技術(shù)問題，又解決了3d打印的金屬層過薄，強(qiáng)度低的技術(shù)問題；復(fù)合樹脂金屬模具具有很好的尺寸穩(wěn)定性、硬度、抗拉壓強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性?？墒∪ツ＞咛ツさ闹谱?，及制作的材料，省去了數(shù)控加工的時間，可徹底解決加工粉塵污染的問題，模具的制作成本費(fèi)用低、制作周期短，并且，3d打印絲材金屬材料還可回收再利用，使鑄造模具的制作過程更加低碳、保環(huán)，可實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。符合了《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》的要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明圖1的a-a剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1金屬層、2樹脂纖維層、3金屬支撐架。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1：

請參閱圖1和圖2，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：

一種復(fù)合樹脂金屬模具，所述復(fù)合樹脂金屬模具包括金屬層1、樹脂纖維層2和金屬支撐架3，所述樹脂纖維層2設(shè)置在金屬層1的背層，所述金屬支撐架3貫穿樹脂纖維層2且一端固定連接在金屬層1的內(nèi)側(cè)，另一端伸出樹脂纖維層2。

為進(jìn)一步的提高金屬層1的加工效率，所述金屬層1采用鑄、鍛、銑一體金屬3d打印設(shè)備加工成型，厚度約為2-3mm，這一手段解決了傳統(tǒng)模具加工過程中粉塵的污染問題。

為進(jìn)一步提高模具的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，所述金屬支撐架3為t型，金屬支撐架3與金屬層1為在3d打印過程中一體加工成型；金屬支撐架3與金屬層1還可以通過金屬層1的背面預(yù)設(shè)的螺孔和/或螺栓連接，這一手段可以增強(qiáng)該模具的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

進(jìn)一步的，所述樹脂纖維層2采用的基體材料為改性樹脂，改性樹脂的成分為聚氨酯5%和環(huán)氧樹脂75%，樹脂纖維層2還包括888固化劑20%，采用的增強(qiáng)纖維為玻璃纖維，所述樹脂纖維層2厚度約為5-10mm，樹脂纖維層2成為厚度約5-10mm的frp玻璃鋼。

為進(jìn)一步提高樹脂纖維層2的穩(wěn)定性，所述樹脂纖維層2采用的材料還包括少量的納米耐磨填料和增韌劑，所述納米耐磨填料為納米二氧化硅，所述增韌劑為pa662。

一種復(fù)合樹脂金屬模具的制作方法，具體步驟如下：

1）通過金屬3d打印設(shè)置，加工制作金屬層1；

2）將改性樹脂置于恒溫箱中加熱至35℃，約45分鐘，濃度稀流為止；

3）向液態(tài)的改性樹脂中添加888固化劑20%、少量的納米二氧化硅和pa662增韌劑，拌勻，在金屬層1背層薄薄的噴刷一層厚度為0.1-0.3mm的改性樹脂，當(dāng)半凝膠時涂刷再迅速第二層改性樹脂；

4）在改性樹脂層上鋪放增強(qiáng)纖維，抱固增強(qiáng)厚度約為5-10mm，制成的樹脂纖維層2成為厚度約5-10mm的frp玻璃鋼。

進(jìn)一步的，步驟3）和4）為常溫條件下進(jìn)行，時間總和控制在50分鐘之內(nèi)。

實(shí)施例2：

制造一種長度為8m的大型模具，由于3d打印設(shè)備加工行程小，將金屬層1按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)分解成4個模塊進(jìn)行金屬3d打印加工成型，在高精度的平板上，按照模具的圖紙實(shí)際尺寸形狀放樣并依定位線進(jìn)行組合，將4個金屬層模塊組合成完整的大型模具金屬層1，再將金屬層1與金屬支撐架3通過背面預(yù)設(shè)的螺孔和/或螺栓連接，最后將樹脂纖維層2敷設(shè)在金屬層1的背層，步驟如下：將改性樹脂于恒溫箱中加熱至30℃，50分鐘；在金屬層1背層薄薄的噴刷一層厚度為0.1-0.3mm的改性樹脂，當(dāng)半凝膠時涂刷再迅速第二層改性樹脂；在改性樹脂層上鋪放增強(qiáng)纖維，抱固增強(qiáng)厚度約為10mm。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。