一種異形水路結(jié)構(gòu)的斜頂?shù)闹谱鞣椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及注塑模具的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種異形水路結(jié)構(gòu)的斜頂。
【背景技術(shù)】
[0002]在注塑過(guò)程中，冷卻過(guò)程對(duì)于成型質(zhì)量起著非常重要的作用，因?yàn)樗鼤?huì)直接影響到注塑的生產(chǎn)效率及注塑制品的內(nèi)在性能和表觀質(zhì)量。優(yōu)良的冷卻系統(tǒng)能夠顯著降低冷卻時(shí)間，縮短注塑循環(huán)周期，減小制品殘余熱應(yīng)力及翹曲變形，并增強(qiáng)制品的力學(xué)性能及內(nèi)部、表面質(zhì)量等。注塑制品如果冷卻不均勻，會(huì)產(chǎn)生熱殘余應(yīng)力，從而對(duì)注塑制品的形狀、尺寸和使用性能等帶來(lái)嚴(yán)重影響。研宄測(cè)試表明，注塑件的熱殘余應(yīng)力比流動(dòng)殘余應(yīng)力至少大一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此在注塑成型過(guò)程中，應(yīng)主要考慮熱殘余應(yīng)力的影響因素。當(dāng)粘彈性聚合物熔體在模具內(nèi)冷卻到低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，不均勻的密度變化和不均勻的溫度變化都會(huì)形成熱殘余應(yīng)力。在注塑過(guò)程中，熱殘余應(yīng)力容易在以下2個(gè)階段產(chǎn)生:一是注塑制品在型腔中的冷卻階段，二是注塑制品從脫模溫度冷卻到室溫的階段。因此，要做到高效率生產(chǎn)，并獲得性能優(yōu)良的注塑制品，必須對(duì)模具進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
[0003]在注塑模具中，模具的冷卻效果關(guān)系到生產(chǎn)效率的高低和最終注塑制品的質(zhì)量?jī)?yōu)劣，因此其冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題之一。但是，由于現(xiàn)階段模具制造手段有限，并且缺乏合適的冷卻水道設(shè)計(jì)理論，使得冷卻水路的設(shè)計(jì)和制造只能局限于相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式下。盡管如此，模具設(shè)計(jì)師們?nèi)允冀K致力于提高冷卻系統(tǒng)的冷卻效率，提出了螺旋式、隔板點(diǎn)冷式及螺旋塞式等不同的水路形式，以使前后模能夠得到均勻而有效的冷卻。但是，在對(duì)那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜且質(zhì)量要求高的產(chǎn)品進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，上述方法并不完全有效。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型公開(kāi)的一種異形水路結(jié)構(gòu)的斜頂，通過(guò)3D打印技術(shù)制造溫度調(diào)節(jié)優(yōu)良的異形水路及斜頂，改善模具或斜頂?shù)睦鋮s效率、縮短成型周期，提高模具生產(chǎn)效率，降低注塑件熱殘余應(yīng)力，提高注塑品質(zhì)。
[0005]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種異形水路結(jié)構(gòu)的斜頂，其特征在于:所述斜頂包括一體結(jié)構(gòu)的底座連接部、推桿部、與注塑塑膠件接觸的頂出部以及設(shè)置在頂出部的石墨烯層狀結(jié)構(gòu)，所述斜頂還包括設(shè)置在所述斜頂內(nèi)的異形水路結(jié)構(gòu)；
[0007]所述異形水路結(jié)構(gòu)的入水口及出水口設(shè)置在底座推桿部的下部，并與推桿部?jī)?nèi)的豎直冷卻水路連通，所述頂出部?jī)?nèi)設(shè)有隨形冷卻水路。
[0008]所述異形水路結(jié)構(gòu)為壁厚0.3?0.6mm銅材料的冷卻水路，所述斜頂與異形水路結(jié)構(gòu)為3D打印機(jī)制造的結(jié)構(gòu)。
[0009]所述隨形冷卻水路沿著頂出部的外形輪廓設(shè)置。
[0010]所述斜頂與隨形冷卻水路為3D打印機(jī)制造的結(jié)構(gòu)。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型的異形水路結(jié)構(gòu)包括推桿部的豎直冷卻水路以及頂出部的隨形冷卻水路，該隨形冷卻水路隨著斜頂表面幾何形狀的變化而變化。眾所周知，在一般的注塑過(guò)程中，需要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間才能使模具達(dá)到穩(wěn)定的生產(chǎn)狀態(tài)，這是因?yàn)楫?dāng)熔融的塑料注入模具后，注塑模具與熔融塑料在接觸面之間發(fā)生熱量傳遞，同時(shí)，模具通過(guò)自身向冷卻水路進(jìn)行熱脈沖傳導(dǎo)。于是，模具溫度上升，同時(shí)將熱量傳入冷卻液。如果冷卻水路離模具表面有較長(zhǎng)的距離，連續(xù)的熱脈沖就會(huì)使模具的溫度持續(xù)升高，直到冷卻系統(tǒng)帶走的脈沖熱量和熔融塑料帶給模具的脈沖熱量達(dá)到平衡。如果冷卻水路距模具表面較近，則模具或斜頂中積累的熱量就會(huì)大大減少，且熱量被限制在冷卻水路與模具表面之間的區(qū)域，使得從模具型腔表面向冷卻水路傳導(dǎo)熱量的路徑也縮短很多。這樣，在一個(gè)注塑周期內(nèi)，模具就能達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
[0012]本實(shí)用新型還通過(guò)3D打印技術(shù)(即選擇地分層燒結(jié)金屬粉末技術(shù))，通過(guò)電腦與3D打印機(jī)，采用直接金屬粉末燒結(jié)，選擇和模具鋼材料與銅材料粉末進(jìn)行燒結(jié)，燒出來(lái)的致密度基本能達(dá)100%，特性(強(qiáng)度，硬度等)跟同材質(zhì)的金屬一致，精度能達(dá)20-50微米，粗糙度能達(dá)5-10微米。
[0013]本實(shí)用新型在注塑塑膠件接觸的頂出部位設(shè)置高導(dǎo)熱硬質(zhì)石墨烯涂層，增強(qiáng)導(dǎo)熱效果。
[0014]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)施例的斜頂結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為圖1中B-B截面結(jié)果示意圖；
[0017]圖3為圖1中C-C截面結(jié)果示意圖；
[0018]圖4為圖1中頂出部的透視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1.斜頂，11.底座連接部，12.推桿部，13.頂出部，14.異形水路結(jié)構(gòu)，141.冷卻水路，15.石墨烯層狀結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例，參見(jiàn)圖1?圖4，本實(shí)施例提供的異形水路結(jié)構(gòu)的斜頂，所述斜頂包括一體結(jié)構(gòu)的底座連接部11、推桿部12、與注塑塑膠件接觸的頂出部13以及設(shè)置在頂出部13的石墨烯層狀結(jié)構(gòu)15，所述斜頂I還包括設(shè)置在所述斜頂內(nèi)的異形水路結(jié)構(gòu)14 ;
[0021]所述異形水路結(jié)構(gòu)14的入水口及出水口設(shè)置在底座推桿部12的下部，并與推桿部12內(nèi)的豎直冷卻水路連通，所述頂出部13內(nèi)設(shè)有隨形冷卻水路141。
[0022]所述異形水路結(jié)構(gòu)為壁厚0.3?0.6mm銅材料制成的冷卻水路141，該冷卻水路141包括豎直冷卻水路以及隨形冷卻水路，所述斜頂為除異形水路結(jié)構(gòu)外的模具鋼材料制成的實(shí)心結(jié)構(gòu)。
[0023]所述隨形冷卻水路沿著頂出部的外形輪廓設(shè)置。所述斜頂與隨形冷卻水路為3D打印機(jī)制造的結(jié)構(gòu)。
[0024]本實(shí)施例還提供一種異形水路結(jié)構(gòu)的斜頂制備方法，其包括安裝有CAD三維建模軟件、CAE輔助分析軟件、分層切片軟件、3D打印軟件的計(jì)算機(jī)以及3D打印機(jī)，其包括以下步驟:
[0025](I)通過(guò)CAE輔助分析軟件建立注塑模以及斜頂?shù)娜S建模模型，選擇合理的注塑成型參數(shù)，模擬注塑生產(chǎn)過(guò)程，并通過(guò)CAE輔助分析軟件的深度負(fù)反饋來(lái)補(bǔ)償注塑生產(chǎn)產(chǎn)品的變化而預(yù)先修改斜頂內(nèi)的異形水路結(jié)構(gòu)，使得斜頂符合實(shí)際注塑生產(chǎn)的冷卻效果，從而得到斜頂以及異形水路結(jié)構(gòu)的三維檔案，保證產(chǎn)品達(dá)到要求；
[0026](2)在CAD三維建模軟件中將步驟(I)得到的斜頂設(shè)置兩種材料，分別為斜頂內(nèi)異形水路結(jié)構(gòu)內(nèi)壁設(shè)置0.3?0.6mm厚的高導(dǎo)熱的銅材料，異形水路結(jié)構(gòu)相當(dāng)于設(shè)置成一個(gè)壁厚為0.3?0.6mm的導(dǎo)熱銅管，斜頂除異形水路結(jié)構(gòu)的其他部位為模具鋼材料，并輸出斜頂及異形水路結(jié)構(gòu)的三維檔案；
[0027](3)將步驟(2)得到的斜頂及異形水路結(jié)構(gòu)的三維檔案用分層切片軟件對(duì)其進(jìn)行處理，獲得各截面形狀的信息參數(shù)，作為激光束進(jìn)行二維掃描的軌跡，由激光發(fā)出的光束在計(jì)算機(jī)3D打印軟件的控制下，根據(jù)幾何形體各層截面的坐標(biāo)