[发明专利]基于直接金属激光烧结及铸造成形技术的具有随形冷却水路的模具及其制造方法

说明书

本发明公开一种基于直接金属激光烧结及铸造成形技术的具有随形冷却水路的模具及其制造方法，该制造方法包括：利用直接金属激光烧结技术制造模具外壳；将随形冷却水路固定到模具外壳的内部；利用金属铸造成形技术，将熔化的金属材料倒入模具外壳内部进行金属铸造成形；冷却，冷却后形成填充于模具外壳内部的金属铸造成形部分。本发明不仅可提高模具的寿命，而且可通过减少产品成形周期时间来提高生产效率，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种基于直接金属激光烧结及铸造成形技术的具有随形冷却水路的模具及其制造方法。

背景技术

在制造业中，模具具有相当重要的地位，而且模具的细节对于产品的生产效率和质量均具有重要的影响。当中尤其重要的是其冷却系统，由于在许多模具的使用过程中都会处于高温环境，例如用于压铸、注塑和吹塑等模具。一个良好的冷却系统除了可延长模具使用寿命以外，更可提高生产效率，缩短产品成形周期时间及提高成品质量。

传统的模具制造方法，在制造模具当中的冷却水路时，大多以钻孔方式来制造冷却水路，并且制造出来的水路只能是直线水路，因此不能制造贴近且跟随模具表面轮廓的复杂冷却水路，此种情况会令到模具侧壁与冷却水路之间出现不统一的距离，无法保证工件在模腔的各部分能均匀冷却，因而导致产品变形。

近年有一种较为新式的冷却水路设计称为随形冷却水路，是一种形状能够贴合模具表面轮廓的冷却水路。使用这类型的冷却系统能够迅速而均匀地冷却工件。相比传统的冷却系统，随形冷却系统可以缩短30-60%的产品成形周期时间，亦能够提高产品质量及提高模具使用寿命。

一般制造随形冷却系统大多会利用扩散焊接技术或直接金属激光烧结（DMLS）技术来制造。如果使用扩散焊接技术，会首先利用传统的加工工艺（如铣、钻、电火花等）于两个模具板面上制造所需的水路结构，然后利用扩散焊接技术把两个模具板接合起来形成所需的水路。但因为扩散焊接只能接合平面，所以这种做法只能制作出相对简单几何形状的随形冷却水路。而复杂几何形状的随形冷却水路则通过DMLS技术来制造，但是这种技术不但耗时长而且费用亦较为昂贵。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于直接金属激光烧结及铸造成形技术的具有随形冷却水路的模具及其制造方法。

本发明提供一种基于直接金属激光烧结及铸造成形技术的具有随形冷却水路的模具的制造方法，包括以下步骤：

步骤一：利用直接金属激光烧结技术制造模具外壳；

步骤二：将随形冷却水路固定到模具外壳的内部；

步骤三：利用金属铸造成形技术，将熔化的铸造金属材料倒入模具外壳内部进行金属铸造成形；

步骤四：冷却，冷却后形成填充于模具外壳内部的金属铸造成形部分。

优选地，所述模具外壳的材料为模具钢或马氏体时效钢。

优选地，所述模具外壳的厚度决定于材料的结构刚性及模具需要的冷却效率。

优选地，所述随形冷却水路为金属管。

优选地，所述金属管的材质为不锈钢。

优选地，所述铸造金属材料的材质为铝。

本发明还提供一种基于直接金属激光烧结及铸造成形技术的具有随形冷却水路的模具，包括：通过直接金属激光烧结技术制造的模具外壳；随形冷却水路；及通过金属铸造成形技术制造的金属铸造成形部分，其中所述随形冷却水路处于模具外壳的内部，并位于模具外壳的底部及侧壁上，所述随形冷却水路的两端露出模具外壳之外，所述金属铸造成形部分填充于模具外壳的内部，并使金属铸造成形部分固定于其中。

优选地，所述模具外壳的材料为模具钢或马氏体时效钢。

优选地，所述随形冷却水路为金属管。