一種異形水路結構的斜頂的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及注塑模具的技術領域，具體涉及一種異形水路結構的斜頂。
【背景技術】
[0002]在注塑過程中，冷卻過程對于成型質量起著非常重要的作用，因為它會直接影響到注塑的生產效率及注塑制品的內在性能和表觀質量。優良的冷卻系統能夠顯著降低冷卻時間，縮短注塑循環周期，減小制品殘余熱應力及翹曲變形，并增強制品的力學性能及內部、表面質量等。注塑制品如果冷卻不均勻，會產生熱殘余應力，從而對注塑制品的形狀、尺寸和使用性能等帶來嚴重影響。研宄測試表明，注塑件的熱殘余應力比流動殘余應力至少大一個數量級，因此在注塑成型過程中，應主要考慮熱殘余應力的影響因素。當粘彈性聚合物熔體在模具內冷卻到低于玻璃化轉變溫度時，不均勻的密度變化和不均勻的溫度變化都會形成熱殘余應力。在注塑過程中，熱殘余應力容易在以下2個階段產生: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，并獲得性能優良的注塑制品，必須對模具進行溫度調節。
[0003]在注塑模具中，模具的冷卻效果關系到生產效率的高低和最終注塑制品的質量優劣，因此其冷卻系統的設計是模具設計過程中需要考慮的關鍵問題之一。但是，由于現階段模具制造手段有限，并且缺乏合適的冷卻水道設計理論，使得冷卻水路的設計和制造只能局限于相對簡單的結構形式下。盡管如此，模具設計師們仍始終致力于提高冷卻系統的冷卻效率，提出了螺旋式、隔板點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，在對那些結構復雜且質量要求高的產品進行模具設計時，上述方法并不完全有效。
【實用新型內容】
[0004]為了解決上述問題，本實用新型公開的一種異形水路結構的斜頂，通過3D打印技術制造溫度調節優良的異形水路及斜頂，改善模具或斜頂的冷卻效率、縮短成型周期，提高模具生產效率，降低注塑件熱殘余應力，提高注塑品質。
[0005]本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是:
[0006]一種異形水路結構的斜頂，其特征在于:所述斜頂包括一體結構的底座連接部、推桿部、與注塑塑膠件接觸的頂出部以及設置在頂出部的石墨烯層狀結構，所述斜頂還包括設置在所述斜頂內的異形水路結構；
[0007]所述異形水路結構的入水口及出水口設置在底座推桿部的下部，并與推桿部內的豎直冷卻水路連通，所述頂出部內設有隨形冷卻水路。
[0008]所述異形水路結構為壁厚0.3?0.6mm銅材料的冷卻水路，所述斜頂與異形水路結構為3D打印機制造的結構。
[0009]所述隨形冷卻水路沿著頂出部的外形輪廓設置。
[0010]所述斜頂與隨形冷卻水路為3D打印機制造的結構。
[0011]本實用新型的優點在于:本實用新型的異形水路結構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，在一般的注塑過程中，需要經過一定的時間才能使模具達到穩定的生產狀態，這是因為當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生熱量傳遞，同時，模具通過自身向冷卻水路進行熱脈沖傳導。于是，模具溫度上升，同時將熱量傳入冷卻液。如果冷卻水路離模具表面有較長的距離，連續的熱脈沖就會使模具的溫度持續升高，直到冷卻系統帶走的脈沖熱量和熔融塑料帶給模具的脈沖熱量達到平衡。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大大減少，且熱量被限制在冷卻水路與模具表面之間的區域，使得從模具型腔表面向冷卻水路傳導熱量的路徑也縮短很多。這樣，在一個注塑周期內，模具就能達到穩定的工作狀態。
[0012]本實用新型還通過3D打印技術(即選擇地分層燒結金屬粉末技術)，通過電腦與3D打印機，采用直接金屬粉末燒結，選擇和模具鋼材料與銅材料粉末進行燒結，燒出來的致密度基本能達100%，特性(強度，硬度等)跟同材質的金屬一致，精度能達20-50微米，粗糙度能達5-10微米。
[0013]本實用新型在注塑塑膠件接觸的頂出部位設置高導熱硬質石墨烯涂層，增強導熱效果。
[0014]下面結合附圖與【具體實施方式】，對本實用新型進一步說明。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實施例的斜頂結構示意圖；
[0016]圖2為圖1中B-B截面結果示意圖；
[0017]圖3為圖1中C-C截面結果示意圖；
[0018]圖4為圖1中頂出部的透視結構示意圖。
[0019]圖中:1.斜頂，11.底座連接部，12.推桿部，13.頂出部，14.異形水路結構，141.冷卻水路，15.石墨烯層狀結構。
【具體實施方式】
[0020]實施例，參見圖1?圖4，本實施例提供的異形水路結構的斜頂，所述斜頂包括一體結構的底座連接部11、推桿部12、與注塑塑膠件接觸的頂出部13以及設置在頂出部13的石墨烯層狀結構15，所述斜頂I還包括設置在所述斜頂內的異形水路結構14 ;
[0021]所述異形水路結構14的入水口及出水口設置在底座推桿部12的下部，并與推桿部12內的豎直冷卻水路連通，所述頂出部13內設有隨形冷卻水路141。
[0022]所述異形水路結構為壁厚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構外的模具鋼材料制成的實心結構。
[0023]所述隨形冷卻水路沿著頂出部的外形輪廓設置。所述斜頂與隨形冷卻水路為3D打印機制造的結構。
[0024]本實施例還提供一種異形水路結構的斜頂制備方法，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打印軟件的計算機以及3D打印機，其包括以下步驟:
[0025](I)通過CAE輔助分析軟件建立注塑模以及斜頂的三維建模模型，選擇合理的注塑成型參數，模擬注塑生產過程，并通過CAE輔助分析軟件的深度負反饋來補償注塑生產產品的變化而預先修改斜頂內的異形水路結構，使得斜頂符合實際注塑生產的冷卻效果，從而得到斜頂以及異形水路結構的三維檔案，保證產品達到要求；
[0026](2)在CAD三維建模軟件中將步驟(I)得到的斜頂設置兩種材料，分別為斜頂內異形水路結構內壁設置0.3?0.6mm厚的高導熱的銅材料，異形水路結構相當于設置成一個壁厚為0.3?0.6mm的導熱銅管，斜頂除異形水路結構的其他部位為模具鋼材料，并輸出斜頂及異形水路結構的三維檔案；
[0027](3)將步驟(2)得到的斜頂及異形水路結構的三維檔案用分層切片軟件對其進行處理，獲得各截面形狀的信息參數，作為激光束進行二維掃描的軌跡，由激光發出的光束在計算機3D打印軟件的控制下，根據幾何形體各層截面的坐標