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金属3D打印随形水路模具——打破传统注塑模具限制

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时间:2024-03-14

“促进模具产业向深层次数字化、信息化制造的方向发展,而金属3D打印技术作为具有代表性的增材制造技术,与模具制造有着共同的产业特征,正在成为模具高效、高精度制造的新关键技术。”

                                            —————————————————————————————————————中国模具工业协会 《模具行业“十四五”发展纲要》

金属3D打印技术在模具制造中的一项重要应用就是制造注塑模具。注塑过程一般包括:加料、塑化、注射、冷却、脱模,其中冷却时间约占产品成形周期的50%~80%。可以说,注塑模具冷却系统直接影响了塑件质量和生产效率。

注塑模具冷却系统

冷却系统通常是在模具内开设冷却水路,利用循环流动的冷却水实现温度控制,以满足注塑工艺要求。

随形冷却水路

传统加工方式下,水路只能为圆柱形直孔,无法完全贴近注塑件表面。但依托金属3D打印技术,可突破传统加工限制,实现随形冷却水路设计制造,在合理区间内可任意设计弯曲水路、水路截面可设计成任意形状、水路走向可根据型腔表面轮廓变化而变化,达到更快速、更均匀的冷却效果,改善注塑件的质量,减少注塑成形周期。

应用案例

案例/1随形水路USB上盖模仁案例

 

该USB上盖模仁的原始设计中,公模内部无水路,只有母模有水路,最终注塑件成形周期为30s;

使用金属3D打印技术制造该模具时,在公模仁内部设计随形冷却水路,水路直径⏀0.89mm、壁厚0.8mm,最终将注塑件成形周期缩短至20s。

案例/2 随形水路连接器模仁案例

经过随形水路设计优化,使用金属3D打印技术制造该模具,最终注塑件成形周期由22s减少至12s,成形周期缩短45%。

案例/3 随形水路浇口套案例

金属3D打印技术可实现大部分的注塑模具制造,但综合考虑成本与效率,也会采用打印部分镶件、模仁的方式,如:浇口套、斜顶、模仁垫板、后模镶件、前模镶件、滑块等。

上图为使用金属3D打印技术制造的随形水路浇口套,在注塑成形过程中有效增强冷却效果:冷却时间由25s缩短至5s、注塑件成形周期由37s缩短至15s,成形周期减少60%,注塑件成形质量良好。

案例/4 金属3D打印水路模仁

下图中的模仁由金属3D打印一体成形制造,经过热处理及传统机加工后投入使用。

打印材料: 不锈钢SUS420,硬度HRC 48-52 抛光等级可达至A1,可满足透明件需求。打印时间: 30小时/个(不包含热处理和机加工时间)

 

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