基于SLM快速成型方法的注塑模具随形冷却水路关键技术研究.pdfVIP

学兔兔 、I注 訇 匕 基于SLM快速成型方法的注塑模具 随形冷却水路关键技术研究 Theresearchofkeytechnologyofinjectionmoldwithconformalcooling channelswhichIS‘basedon the rapid prototyping methodofSLM 刘建元，闰丽静，李 炳，高俊国 LIUJian．yuan，YANLi-jing，LlBing，GAOJun．guo (广东科技学院机电工程系，东莞523083) 摘 要：介绍了注塑模随形水路有关理论及其选择性激光熔化 (sLM)成型金属零件的扫描加工原理， 提出了用三维CAD软件结合CAE软件设计注塑模具随形水路的简要操作过程，分析了SLM工 艺加工含有随形水路的金属模具的优势，研究了SLM工艺激光扫描路径导致金属零件的翘曲 变形，提出了抑制翘曲变形及增加金属零件致密度的优化激光扫描路径。 关键词：随形水路；冷却分析；选择性激光熔化；翘曲变形；复合环形扫描 中国分类号：THI6 文献标识码：A 文章编号：1009～0134(2014)11(I-)-OOl2-04 Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2014．11(E)．04 0 引言 可以类比数控加工路径来理解激光熔化扫描 传统模具冷却水路主要采用钻孔的常规加工 路径 ，数控铣削加工中，数控加工路径是用来切 方法，所 以设计的注塑模具冷却水路主要是直线 除毛坯 比被加工 (目标)零件多出的那部份工件 型；水路还受到顶 出系统 、抽芯机构、镶拼结 体积，是通过减材料来制造零件 ；而选择性激光 构、骨位等的约束限制，因此模具本身的结构特 熔化是利用直接针对 目标零件 的分层激光熔化路 征也严重的制约着冷却水道 的分布 、大小和数 径对金属粉未进行熔化来制造 目标零件 ，是增材 料加]：。 量 ；通过实践及理论研究并借助模流分析软件 的 仿真模拟表明更贴近塑料件形状的随形水路一方面 可以大幅提升对塑料制品的冷却效率、缩短成型周 期、增加产能；另一方面还可达到更加均匀的冷却 光 效果以降低残留应力从而减少塑件的变形。 选择性激光熔化 (SelectiveLaserMelting， 一 激光扫描截 SLM)加工采用分层制造技术，如图I所示，用切 片与计算机三维模型实体相交的轮廓信息控制激 图1 选择性激光熔化 (SLM)成型工作原理 图 光束按一定的扫描路径选择性的熔化各层金属粉 由SLM的原理可知，任何带有复杂的内型 内 未，逐步堆积成一个冶金结合、组织致密的金属 腔的零件加工实际都变为一个平面的二维激光扫 实体，在每一层截面 中，系统在切面与零件实体 描熔化金属粉未的过程，用SLM工艺加工模具的 相交的轮廓 内生成激光熔化路径以对金属粉未进 随形冷却水路本质就是在金属零件上加工复杂的 行熔化成型，激光不熔化粉床切片区域外的金属 内型 内腔，而这是SLM的优势所在 。用SLM工 粉未，当一个层面熔化成型完成后，工作台即下 艺制造注塑模具不受模具冷却水路复杂