[发明专利]基于等距截面的注射模随形冷却水道拓扑生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及到注塑模及随形冷却领域，具体涉及一种基于等距截面的注射模随形冷却水道拓扑生成方法。

背景技术

随着3D打印技术的快速发展，随形冷却在消费电子、家电、汽车零部件等注射模具中得到了越来越广泛的应用。注射模随形冷却水道(Conformal Cooling Channels)是指冷却水道拓扑随着注射模具型腔表面的变化而变化，冷却水道和型腔表面始终保持一定的距离，随形冷却对型腔表面温度具有更强的控制力，能较好实现快速而均匀的冷却。

目前，随形冷却水道的生成主要依靠设计工程师的手工操作，设计过程繁琐、周期长、依赖于工程师经验。提高随形冷却水道的生成效率及生成质量对提升注射产品质量及缩短注射产品生产周期具有重要意义。

发明内容

随形冷却水道拓扑和注射产品模型外形有关，某一层的零件轮廓曲线可以代表这一层的零件外形特征，一系列的零件轮廓曲线可以代表整个零件的外形特征，因此提出一种基于等距截面的注塑模随形冷却水道拓扑生成方法。该方法将整个三维的零件转化成一系列二维的截面，降低了随形冷却水道拓扑生成的复杂度，并融合注塑模设计知识和曲线偏置光顺等算法，降低对工程师经验的依赖程度，提升随形冷却系统设计的效率及质量。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于等距截面的注塑模随形冷却水道拓扑生成方法，包括以下步骤：

S1、在注射产品模型上确定冷却区域及设置布局参数；

S2、为注射产品模型生成等距截面集，并对每个截面进行预处理；

S3、获取各截面的轮廓曲线并对其进行偏置；

S4、连接相邻层截面间偏置后的曲线生成初始随形冷却水道中心线；

S5、对初始水道中心线进行光顺。

作为对本发明的改进，所述S2是根据主脱模方向和水道布局参数，等距离生成辅助平面，每一个辅助平面和冷却区域相交形成等距截面集，并对相交得到的截面线进行预处理使其闭合。

作为对本发明的改进，如果零件表面存在孔洞而造成截面轮廓曲线为非闭合时，首先需要对截面轮廓曲线进行闭合性检测；若轮廓曲线非闭合，需要预处理对其进行闭合。

作为对本发明的改进，在所述S3步中，对于偏置后的截面轮廓曲线集，在主脱模方向上由远及近，依次选择相邻的两个截面轮廓曲线，生成选定类型的随形水道中心线。

作为对本发明的改进，所述随形水道中心线类型是串联单螺旋、串联双螺旋和并联阶梯型三种之一。

作为对本发明的改进，在所述S5步中，所述光顺法采用的是小波分解的局部光顺法。

本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果：

1.本发明可以极大地提升随形冷却水道设计质量，降低对设计工程师经验的依赖程度，减少整个设计流程人工干预程度。

2.本发明可以极大地提升随形冷却水道设计效率，由传统人工设计的几个小时降低到现在的十几分钟。

附图说明

图1是本发明实施例的需要形成冷却水道的产品结构示意图；

图2是本发明的步骤流程示意图；

图3a和图3b是环截面预处理截面示意图；

图4是相邻截面环生成初始串联单螺旋随形冷却水道中心线的示意图；

图5是相邻截面环生成初始串联双螺旋随形冷却水道中心线的示意图；

图6是相邻截面环生成初始并联双螺旋随形冷却水道中心线的示意图；

图7a/图7b/图7c是环的抽象语法树表示示意图；

图8a‐d是拓扑分解四种情况示意图；

图9a‐b是基于小波分解光顺水道中心线的示意图；

图10是该发明生成的串联单螺旋随形冷却水道产品结构示意图。

具体实施方式

以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例提供了一种基于等距截面的注射模随形冷却水道拓扑生成方法，如图1所示，是本发明一个实施例中的塑料产品结构示意图。本发明的方法流程如图2所示，主要包括以下步骤：

步骤S1：在注射产品模型上确定冷却区域及设置布局参数。