[实用新型]基于金属3D打印成形的涡流随形冷却水路

说明书

本实用新型公开了基于金属3D打印成形的涡流随形冷却水路，包括设置在模具本体上的至少一条冷却水道，冷却水道具有进水口和出水口，其特征在于：所述冷却水道为螺旋状冷却水道；螺旋状冷却水道的内壁设有向螺旋状冷却水道内腔凸出的条状散热单元，条状散热单元按照螺旋状冷却水道的螺旋方向自所述的进水口延伸至所述的出水口。这种涡流随形冷却水路能增大与冷却液体的接触面积，从而提升散热效果，提高生产效率；同时在金属3D打印的过程中可以对模具的整体起到支撑结构的作用，减少3D打印过程中材料出现塌陷的情况。

技术领域

本实用新型涉及模具制造领域，特别涉及一种基于金属3D打印成形的涡流随形冷却水路。

背景技术

注塑生产过程中，在将原料充填进模具塑形后，需等待原料凝固且温度下降到顶出温度时，注塑过程才基本结束，才能将产品取出。传统模具的冷却系统一般采用直线型冷却水路，当产品的结构和表面形状较为复杂时，传统冷却系统在生产过程中会出现冷却效率不佳，不仅生产效率低下，并且这种注塑产品还发生翘曲或凹陷，产生废品，因此注塑模具的冷却效率对产品的生产质量和效率有着至关重要的作用。为了解决此类问题，目前出现了随形冷却水路的设计，相较于传统直线水路，随形冷却水路设计时会根据产品表面变化进行制造，使随形冷却水路能均匀贴近于模腔表面，增加散热面积，避免模具热量在某一处聚集，从而起到提高冷却效率的作用。然而目前的随形冷却水路也只是采用单一水路进行冷却，冷却时容易发生冷却水路局部过热的现象，同时冷却液体在冷却水路中行程较长，无法及时将热量带离模具。同时随形冷却水路的形状具有多变性，如果采用传统的机械加工方式制造随形冷却水路造成极高的困难度。近些年来随着金属增材制造技术（3D打印）逐渐成熟，出现了运用金属增材制造技术打印成型的随形冷却水路。金属增材制造在成型相对简单的随形冷却水路时具有明显的优点：工序简单，成型迅速，一体性强和可靠度高；但基于金属增材制造的随形冷却水路通常由于形状过于复杂，缺乏足够的支撑可能会对模具的结构强度与精度会受到影响，严重时模具内部会发生坍塌，因此制造难度较高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于金属3D打印成形的涡流随形冷却水路，这种涡流随形冷却水路能增大与冷却液体的接触面积，从而提升散热效果，提高生产效率；同时在金属3D打印的过程中可以对模具的整体起到支撑结构的作用，减少3D打印过程中材料出现塌陷的情况。

为了解决上述技术问题，采用的技术方案如下：

一种基于金属3D打印成形的涡流随形冷却水路，包括设置在模具本体上的至少一条冷却水道，冷却水道具有进水口和出水口，其特征在于：所述冷却水道为螺旋状冷却水道；螺旋状冷却水道的内壁设有向螺旋状冷却水道内腔凸出的条状散热单元，条状散热单元按照螺旋状冷却水道的螺旋方向自所述的进水口延伸至所述的出水口。

上述涡流随形冷却水路中，冷却水道的形状根据产品表面进行设计，与产品的模腔表面贴合，从而具有更好的冷却效果。通过将冷却水道设置为螺旋状，增加了冷却水道与模腔的接触面积，提升冷却效率；通过在螺旋状冷却水道的内壁中设置凸出的条状散热单元，并且条状散热单元按照螺旋状冷却水道的螺旋方向设置，进一步增加了冷却液体与螺旋状冷却水道的接触面积，并能使冷却液体在螺旋状冷却水道内沿条状散热单元流动时产生旋转，从而提升冷却液体吸收模具热量的能力，同时条状散热单元还能够对冷却水道起到支撑作用，在制造过程中能有效减少因悬臂结构过长而导致的坍塌或冷却水道外表面挂渣现象的发生。

优选方案中，所述螺旋状冷却水道的数量为两条，两条螺旋状冷却水道按相同的螺旋方向并联设置。采用两条螺旋状冷却水道按相同的螺旋方向并联设置，能缩短冷却液体在螺旋状冷却水道中流动时的行程，使热量能被迅速带走，提升冷却效率。

一种优选方案中，所述条状散热单元包括多条凸起在所述螺旋状冷却水道内壁的膛线，各条膛线沿螺旋状冷却水道的周向分布。

进一步的优选方案中，所述膛线的数量至少为6条。