[发明专利]基于3D打印的模具制造方法及轮胎模具

说明书

本发明公开了一种基于3D打印的模具制造方法及轮胎模具，以至少模具使用时与产品接触部分的半封闭区域的底部是透气结构为前提，建立模具数据模型；对模具数据模型进行烧结参数赋值，保证透气结构的烧结参数中的光斑间距大于设定值；利用3D打印设备根据模具数据模型，依照赋予的不同烧结参数，进行打印，形成模具。本发明使用3D打印机打印透气钢橡胶模具，省去了模具本身复杂的排气系统，不需要在模具上打气孔，也不需要无气孔模具等复杂的模具结构。

技术领域

本发明涉及一种基于3D打印的模具制造方法及轮胎模具。

背景技术

目前橡胶模具(如轮胎模具)的排气方案主要有两种，一种是在模具上打洞或气孔进行排气，另一种为无气孔模具。在实际应用中，这两种排气方案均具有明显的不足之处：

如果使用在模具上打洞或气孔的方式进行排气，排气效果比较好，但是一个普通橡胶模具气孔数量多达几千个，打洞或气孔的工序耗时费力，占用大量人力物力，且洞或气孔的质量控制难度高，并不能保证每个气孔的按照要求完成。

如果使用无气孔模具，则需要将模具型腔拆分成很多小的单元进行加工，然后拼装到一起，利用各个单元之间的配合间隙进行排气。普通轮胎活络模具型腔部分根据实际需要，其拆分成的小单元少则几十，多则上百，且这些小单元的配合精度要求高，并不方便进行操作，也无法很好的控制质量。

综上，目前已有的排气方案对加工、装配和维护等，都有较高要求，且模具成本也较高，并不适用于实际生产。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于3D打印的模具制造方法及轮胎模具，本发明利用3D打印技术制造橡胶模具，节省了复杂的排气系统制造环节，且使得质量控制变得更容易，大大缩短了模具生产周期。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于3D打印的模具制造方法，包括以下步骤：

(1)以至少模具使用时与产品接触部分的半封闭区域的底部是透气结构为前提，建立模具数据模型；

(2)对模具数据模型进行烧结参数赋值，保证透气结构的烧结参数中的光斑间距大于设定值；

(3)利用3D打印设备根据模具数据模型，依照赋予的不同烧结参数，进行打印，形成模具。

半封闭区域即模具表面具有上部开口的半封闭结构。例如轮胎模具型腔中，具有的由花筋或钢片围成的半封闭区域。

模具花纹部分的型腔底面部分采用通气结构，使其与模具型腔底面的排气槽相配合。这样的设计能够保证橡胶模具的排气槽周边为透气结构，保证排气槽的顺利排气，提高排气质量和效率。

进一步的，上述制造方法还包括步骤(4)，机械加工形成的模具的与产品接触的部分的连接面和配合面。

进一步的，如果模具数据模型中存在不透气结构，增大透气结构的烧结参数中的光斑间距，使其光斑间距稍大于正常烧结时光斑的间距。使不透气结构的烧结参数中的光斑间距为正常烧结时光斑的间距或可以略小于正常烧结时光斑的间距。保证透气结构的烧结参数中的光斑间距大于不透气结构的烧结参数中的光斑间距。

进一步的，如果模具数据模型中不存在不透气结构，则设定值大于等于该类产品建模时模具数据模型中正常烧结时光斑的间距。

进一步的，烧结参数中的光斑间距数值需要根据不同的激光的功率、激光扫描的速度以及使用的光斑的大小进行调整。

进一步的，根据3D打印设备的不同，光斑间距的值为0.05～0.3mm。

通过增大或减小激光束间距实现透气量大小的调整。

进一步的，利用3D打印设备一层一层的依次打印，打印多层，通过层层累加的方式形成模具成品。