一种铜/钢复合注塑模具的增材制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111715983A(43)申请公布日2020.09.29(21)申请号202010618594.8(22)申请日2020.07.01(71)申请人南京工程学院地址210000江苏省南京市江宁科学园弘景大道1号(72)发明人杨宗辉成家林张旭李晓泉(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.B23K9/173(2006.01)B23K9/32(2006.01)B23K10/02(2006.01)B33Y10/00(2015.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种铜/钢复合注塑模具的增材制造方法(57)摘要本发明公开了一种铜/钢复合注塑模具的增材制造方法，包括如下步骤：以铜/钢复合板作为原始成形材料，先采用渐进成形方法制备铜/钢复合板渐进成形件，再以铜/钢复合板渐进成形件的铜层为基板3D打印铜/钢复合注塑模具的铜基体毛坯件，最后以铜基体毛坯件的钢覆层为基板3D打印铜/钢复合注塑模具的钢强化层。本发明把铜/钢复合板高强度的铜/钢结合界面移植至铜/钢复合注塑模具中，解决了铜/钢复合注塑模具中铜基体与钢强化层难以高强度结合的难题，同时，铜/钢复合注塑模具中铜/钢结合界面轮廓保持和模具型腔曲面相似，钢强化层厚度均匀；整个制造过程为无模成形加工，工艺简单，实现铜/钢复合注塑模具高质量、低成本增材制造。CN111715983ACN111715983A权利要求书1/1页1.一种铜/钢复合注塑模具的增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：以铜/钢复合板(4)为原始材料制备铜/钢复合板渐进成形件；步骤2：以铜/钢复合板渐进成形件的铜层(5)为基板，3D打印铜/钢复合注塑模具(1)的铜基体(8)，制备出铜/钢复合注塑模具(1)的铜基体毛坯件；步骤3：以铜基体毛坯件的钢覆层为基板，3D打印铜/钢复合注塑模具(1)的钢强化层(9)，制备出铜/钢复合注塑模具毛坯件；步骤4：对铜/钢复合注塑模具毛坯件进行机械加工。2.根据权利要求1所述的一种铜/钢复合注塑模具的增材制造方法，其特征在于，所述的铜/钢复合板(4)由铜层(5)和钢层(6)叠加复合形成。3.根据权利要求1所述的一种铜/钢复合注塑模具的增材制造方法，其特征在于，所述铜/钢复合注塑模具(1)的凹模(2)在制造时，所述铜/钢复合板渐进成形件的凹面为钢层(6)，凸面为铜层(5)，凹面的曲面形状为凹模(2)的型腔曲面(11)及分型面(12)减去钢强化层(9)后对应的曲面形状；制造铜/钢复合注塑模具(1)的凸模(3)时，所述铜/钢复合板渐进成形件的凸面为钢层(6)，凹面为铜层(5)，凸面的曲面形状为凸模(3)的型腔曲面(11)及分型面(12)减去钢强化层(9)后对应的曲面形状。4.根据权利要求1所述的一种铜/钢复合注塑模具的增材制造方法，其特征在于，所述的铜基体毛坯件中打印有随形冷却通道(13)。5.根据权利要求1所述的一种铜/钢复合注塑模具的增材制造方法，其特征在于，所述的铜基体(8)采用电弧3D打印成形，并以铜/钢复合板渐进成形件的铜层(5)的曲面为电弧3D打印的起始面。6.根据权利要求5所述的一种铜/钢复合注塑模具的增材制造方法，其特征在于，所述的电弧3D打印的焊接方法采用冷金属过渡MIG焊或填丝TIG焊或填丝等离子弧焊。7.根据权利要求1或5所述的一种铜/钢复合注塑模具的增材制造方法，其特征在于，所述的铜基体(8)在电弧3D打印过程中，通过焊接夹具(18)夹紧铜/钢复合板渐进成形件，并通过设置于铜/钢复合板渐进成形件的钢层(6)下方的喷水管(16)对铜/钢复合板渐进成形件进行喷水水冷。8.根据权利要求1所述的一种铜/钢复合注塑模具的增材制造方法，其特征在于，所述的钢强化层(9)采用电弧3D打印成形，以铜基体毛坯件的钢覆层的曲面为电弧3D打印起始面，以铜/钢复合注塑模具(1)的凹模(2)或凸模(3)的型腔曲面(11)及分型面(12)为电弧3D打印结束面。2CN111715983A说明书1/5页一种铜/钢复合注塑模具的增材制造方法技术领域[0001]本发明涉及一种模具制造方法，尤其涉及一种铜/钢复合注塑模具的增材制造方法。背景技术[0002]一个典型注塑成型零件的制造时间中，塑料注射后的零件冷却时间占据40％左右，这意味着冷却时间对注塑成型零件生产率的影响最大，注塑成型零件的冷却速度进而成为现代注塑模具的重要性能指标，目前主要是通过优化模具结构及模具中的冷却通道来提高冷速。但受制于模具钢本身较差的导热能力，目前钢制注塑模具难以达到很高的冷却速度，生产效率提高幅度有限。同时，现有的钢制模具难以保证注塑件各个部分均匀冷却，容易造成注塑件翘曲、尺寸精度低