具有3d冷卻水路的復合式模具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明是有關于一種射出模具，且特別是有關于一種能有效提升冷卻效能且容易模塊化制作，以節省制造成本的具有3D冷卻水路的復合式模具。
【背景技術】
[0002]在射出成型的技術上，除了考慮部品的良率之外，為了縮短成型工時，因此，在模具上開孔以作為冷卻水路，促使模具以本身的熱傳導來達到一定程度的均溫，以達冷卻膠體并達到成型的目的，此乃業界所熟知的技術。
[0003]然而，傳統模具上的冷卻水路，受限于加工工法的限制，通常只能借由直孔銑削或鉆孔方式，以最簡單化地在模具上形成冷卻水路。雖然利用鉆削法所形成的冷卻水路，對于射出模具有一定程度上的溫控作用，但是，以傳統鉆削方式所形成的冷卻水路，卻無法針對產品的曲面或造型復雜區域進行均勻的散熱設計，而在模具散熱不均勻的情形，將直接影響射出部品的質量、收縮良率及制造工時與成本，因此，如何針對部品復雜曲面達成等均勻散熱設計，一直是業界共同努力的課題之一。
[0004]目前較為熱門的模具冷卻水路設計方案，是一種借由積層制造技術(AdditiveManufacturing, AM ;亦稱加法技術)來制造出具有3D或復雜曲面的異形冷卻水路(Conformal Cooling Channel)。其技術是采用分層加工、疊加成形的方式將所欲產制的對象，先建構出一 3D圖檔，然后削切成一層一層的2D平面，再將2D平面逐層予以堆棧(如雷射逐層燒結)，以逐層增加材料來制成3D實體，運用這種積層制造技術就可以在模具上直接形成復雜的3D冷卻水路，此舉，雖然能夠解決傳統鉆削水路其散熱不均的問題，但是，以目前積層制造技術的制作實體的成本仍屬高昂，如果要完全以積層方式來逐層堆棧制成具有3D冷卻水路的模具，在制造的成本上顯然并不經濟，而且所欲積層出的對象(模具)厚度越大，材料堆棧的次數就相對增加、制造成本就越高，因此，如果完全以積層制造技術來設計模具的冷卻水路，就實務面而言，并非完全理想的設計選項。
[0005]據上，傳統倚靠鉆削技術制造冷卻水路，存在有散熱不均的問題，而現有以積層制造技術雖能克服溫控問題，但是，模具所需材料堆棧厚度越大，其制造成本將更加昂貴，經濟效益就不佳，而且也不適合模塊化的大量生產。因此，針對上述兩種制作冷卻水路的模具技術，各有利弊而無法兼備，即有以下本發明的產生。
【發明內容】
[0006]本發明所提供的一種具有3D冷卻水路的復合式模具，針對最需要復雜冷卻水路的模穴周遭部位，以積層制造技術來成型異形冷卻水路，而模具的其它部位仍以傳統的鉆削方式進行加工制作，所以在制造上就能有效降低成本，且也能使模具準確有效地達成冷卻降溫效果。
[0007]本發明的具有3D冷卻水路的復合式模具，在鑲板上設置以積層制造技術制成的第一冷卻區段，且第一冷卻區段位于模穴一側，使射出部品的溫控更優化，且鑲板的獨立設置，更容易作模塊化設計，成本較低之外，制造上更為容易。
[0008]為達上述目的，本發明的解決方案是:
發明一種具有3D冷卻水路的復合式模具，包含一第一模板、一第二模板及至少一鑲板。前述模板上設有一澆口、一與該澆口直通的熱澆道及一冷澆道。該鑲板安置在該第一模板和該第二模板的一分模面上，且該第一模板、該第二模板及該鑲板三者之間界定出至少一與該熱澆道相連通的模穴，而該鑲板具有一連通于該冷澆道并靠近于該模穴的第一冷卻區段，該第一冷卻區段是利用積層制造方式形成于該鑲板的一側面。
[0009]依照上述的具有3D冷卻水路的復合式模具，其中，該第一模板的分模面上設有一與該冷澆道相連通的凹槽，該鑲板安置于該凹槽內。
[0010]依照上述的具有3D冷卻水路的復合式模具，其中，該鑲板具有依序層疊組成的一積層部、一透氣部及一網層部，該第一冷卻區段是設置在該積層部上，且該第一冷卻區段包含有設置于該積層部的一外周側上的一入口及一出口，以及一銜接在該入口與出口之間的異形水路，該異形水路呈蜿蜒狀繞設，且鄰靠于該模穴。
[0011]依照上述的具有3D冷卻水路的復合式模具，其中，更包含一灌嘴、至少第一模仁及至少一第二模仁；該第一模板與第二模板相互疊合以界定出至少二模仁孔；該灌嘴是結合在該第一模板或第二模板的任一者上，前述澆口、熱澆道及冷澆道是設置在該灌嘴上；該第一模仁與第二模仁相對應嵌設在前述模仁孔中；該鑲板設有一對，該多個鑲板相互對合并安置前述分模面上，且該模穴是由兩鑲板對合組成，該多個鑲板更具有一與前述熱澆道相連通的橫澆道及一與該冷澆道及該第一冷卻區段相連通的第二冷卻區段。
[0012]依照上述的具有3D冷卻水路的復合式模具，其中，該多個鑲板具有一基板部及一設于該基板部一側的積層部，該第二冷卻區段設置于該基板部上，且第二冷卻區段是由多個設置于該基板部上的穿孔所組成，而該第一冷卻區段是設置于該積層部上，該模穴則設在該基板部的另一側上。
[0013]依照上述的具有3D冷卻水路的復合式模具，其中，該積層部具有一第一表面、一第二表面及多數個貫穿第一、二表面以供該熱澆道穿越的穿孔，而該第一冷卻區段包含有設置于該積層部的一外周側上的一入口及一出口，以及一橫向銜接在該入口與出口之間的異形水路，該異形水路呈蜿蜒狀繞設在該多個穿孔的周圍，以環繞在該橫澆道的周側。
[0014]依照上述的具有3D冷卻水路的復合式模具，其中，該基板部的一側設有一第一凹穴，該積層部安置于該第一凹穴上。
[0015]依照上述的具有3D冷卻水路的復合式模具，其中，該鑲板更具有一導水部，而該基板部更具有一位于該第一凹穴一側并與其相連通的第二凹穴，該導水部安置于該第二凹穴上，且該導水部上設有多數通孔，該多個通孔分別連通至該積層部的第一冷卻區段。
[0016]依照上述的具有3D冷卻水路的復合式模具，其中，該鑲板更具有一斷熱部，該斷熱部是連接在該基板部與該積層部之間。
[0017]依照上述的具有3D冷卻水路的復合式模具，其中，該第一模板更具有一灌嘴孔，該灌嘴是安置在該灌嘴孔內，且該灌嘴的冷澆道設置在該熱澆道的外周側。
[0018]依照上述的具有3D冷卻水路的復合式模具，其中，該灌嘴更具有一第三冷卻區段，該第三冷卻區段是利用積層制造方式形成于該灌嘴的一內側面上，且該第三冷卻區段是連通于該冷澆道。
[0019]依照上述的具有3D冷卻水路的復合式模具，其中，該第一模仁和更設有一個第四冷卻區段，該第四冷卻區段是利用積層制造方式分別形成于該第一模仁的一內側面，且該第四冷卻區段是連通于該冷澆道。
[0020]依照上述的具有3D冷卻水路的復合式模具，其中，該第二模仁和更設有一個第五冷卻區段，該第五冷卻區段是利用積層制造方式分別形成于該第二模仁的一內側面，且該第五冷卻區段是連通于該冷澆道。
[0021]依照上述的具有3D冷卻水路的復合式模具，其中，該多個鑲板取自于該第一、二模板的一部分。
[0022]本發明所提出之一種用以制造該鑲板的制造方法，先在該多個鑲板上以銑削方式加工出與該熱澆道相連通的該橫澆道及該第二冷卻區段，再制備兩積層部，該積層部利用積層制造方式形成有一第一冷卻區段，再將該積層部依序結合于前述鑲板上，使該積層部的第一冷卻區段依序連通于前述第二冷卻區段和前述冷澆道，末將該鑲板結合于第一、二模板之間，即完成。
[0023]據上所述，由于本發明只有積層部是采以積層制造技術，而模具的其它部位仍是鉆孔技術為之，因此，相較于現有模具全部以積層制造技術設計冷卻水路有造價高昂的問題，本發明以復合式的冷卻水路的設計，不但能準確有效地的作到射出部品的成形溫度控制，且制造相對容易、快速，且整個模具的價格合理化。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明具有3D冷卻水路的復合式模具的第一實施例的剖合剖視圖；
圖2為該第一實施例中該第一模板、該第二模板和該鑲板的分解立體圖；
圖3為本發明具有3D冷卻水路的復合式模具的第二實施例的結構組合簡化圖；
圖4為該第二實施例中該鑲板的組合立體圖；
圖5為該第二實施例中該鑲板的組合平面圖；
圖6為該第二實施例中該鑲板的基板部的立體圖；
圖7為該第二實施例中該鑲板的基板部的另一立體圖；
圖8為該第二實施例中該鑲板的積層部的平面圖；
圖9為該第二實施例中該鑲板的積層部