金屬3D打印隨形水路模具——打破傳統注塑模具限制

來源：鐳明激光

“促進模具產業(yè)向深層次數字化、信息化制造的方向發(fā)展，而金屬3D打印技術作為具有代表性的增材制造技術，與模具制造有著共同的產業(yè)特征，正在成為模具高效、高精度制造的新關鍵技術�！�

——中國模具工業(yè)協會
《模具行業(yè)“十四五”發(fā)展綱要》

金屬3D打印技術在模具制造中的一項重要應用就是制造注塑模具。注塑過程一般包括：加料、塑化、注射、冷卻、脫模，其中冷卻時間約占產品成形周期的50%~80%�？梢哉f，注塑模具冷卻系統直接影響了塑件質量和生產效率。

注塑模具冷卻系統
冷卻系統通常是在模具內開設冷卻水路，利用循環(huán)流動的冷卻水實現溫度控制，以滿足注塑工藝要求。

傳統加工方式下，水路只能為圓柱形直孔，無法完全貼近注塑件表面。但依托金屬3D打印技術，可突破傳統加工限制，實現隨形冷卻水路設計制造，在合理區(qū)間內可任意設計彎曲水路、水路截面可設計成任意形狀、水路走向可根據型腔表面輪廓變化而變化，達到更快速、更均勻的冷卻效果，改善注塑件的質量，減少注塑成形周期。

應用案例
隨形水路USB上蓋模仁案例

該USB上蓋模仁的原始設計中，公模內部無水路，只有母模有水路，最終注塑件成形周期為30s；

使用金屬3D打印技術制造該模具時，在公模仁內部設計隨形冷卻水路，水路直徑⏀0.89mm、壁厚0.8mm，最終將注塑件成形周期縮短至20s。

隨形水路連接器模仁案例
經過隨形水路設計優(yōu)化，使用金屬3D打印技術制造該模具，最終注塑件成形周期由22s減少至12s，成形周期縮短45%。

隨形水路澆口套案例
金屬3D打印技術可實現大部分的注塑模具制造，但綜合考慮成本與效率，也會采用打印部分鑲件、模仁的方式，如：澆口套、斜頂、模仁墊板、后模鑲件、前模鑲件、滑塊等。

上圖為使用金屬3D打印技術制造的隨形水路澆口套，在注塑成形過程中有效增強冷卻效果：冷卻時間由25s縮短至5s、注塑件成形周期由37s縮短至15s，成形周期減少60%，注塑件成形質量良好。

金屬3D打印水路模仁
下圖中的模仁由金屬3D打印一體成形制造，經過熱處理及傳統機加工后投入使用。

打印材料：不銹鋼SUS420，硬度HRC 48-52、拋光等級可達至A1，可滿足透明件需求
打印時間：30小時/個（不包含熱處理和機加工時間）

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