[发明专利]一种光固化注塑模具模芯及其制造方法

说明书

技术领域：

本发明属于快速模具与注塑成型技术领域，尤其涉及一种光固化注塑模具 模芯及其制造方法。

背景技术：

注塑成型是将熔融的塑料高压注入模具，经冷却凝固，获得塑料制品的一 种加工方法。它具有合格率高、产品质量稳定、自动化程度高、成本低及生产 效率高等优点，在塑料生产中居于十分重要的地位。据统计，注塑模具在整个 塑料模具总量中占50％以上。由于传统的注塑模具的制造需要用到车、铣、刨、 钻、磨、电火花等加工方法才能得到所需的模具形状和尺寸，因此要设计和制 造出一副合格的注塑模具，往往需要经过设计、加工、试模等的多次反复，模 具的制作成本高、生产周期长，并且精度不易控制，有时由于微小的偏差就会 导致模具的报废。

20世纪80年代以来，随着市场竞争的日趋加剧，要求企业必须能快速响应 市场和用户的需求，促使工业产品的生产模式由传统的大、中批量向具有灵活、 易变性和快速反应能力的中、小批量转变。因此各种快速模具制造方法应运而 生，而目前常见的快速模具为间接制模，由于模具进行了翻制，因此模具的精 度相对较差。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种光固化注塑模具模芯及其制造方法，运用光固 化快速成型技术，采用光敏树脂，便能制作用于注塑的带有浇注系统和冷却系 统的模芯，然后通过背填树脂基背填材料，在改善模芯散热、提高强度的同时 实现模芯制作周期的进一步缩短和制作成本进一步降低。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

一种光固化注塑模具模芯，包括定模芯和动模芯；其中，

定模芯包括定模壳体，定模壳体的分型面中心处开设有定模模具型腔，定 模芯的背面设置有定模随形冷却水道结构和定模浇注系统结构，且在定模芯的 背面填充有背填材料；

动模芯包括动模壳体，动模壳体的分型面中心处开设有动模模具型腔，动 模芯的背面设置有动模随形冷却水道结构、动模浇注系统结构和脱模系统结构， 且在动模芯的背面填充有背填材料。

本发明进一步的改进在于，定模壳体和动模壳体的厚度均为2-5mm。

本发明进一步的改进在于，定模随形冷却水道结构包括定模随形冷却水道， 该定模随形冷却水道环绕在定模模具型腔的周向上，其两端分别为定模随形冷 却水道进水口和定模随形冷却水道出水口。

本发明进一步的改进在于，定模浇注系统结构包括定模主流道以及与定模 主流道相连通的定模分流道。

本发明进一步的改进在于，动模随形冷却水道结构包括动模随形冷却水道， 该动模随形冷却水道环绕在动模模具型腔的周向上，其两端分别为动模随形冷 却水道进水口和动模随形冷却水道出水口。

本发明进一步的改进在于，动模浇注系统结构包括动模分流道，脱模系统 结构包括若干个顶针孔。

本发明进一步的改进在于，定模随形冷却水道结构或动模随形冷却水道结 构中冷却水道的直径d均为4-10mm、壁厚为2-4mm，冷却水道距离模芯型腔表 面的距离大于冷却水道直径d，冷却水道间的距离大于冷却水道的直径d。

本发明进一步的改进在于，背填材料包括基体树脂、固化剂、填料和稀释 剂；其中，基体树脂的质量比例为30％-45％，填料为铝粉、铜粉或碳纤维，填 料的质量比例为30％-50％，稀释剂的质量比例为3％-4.5％，固化剂的质量比例 为6％-8％。

本发明进一步的改进在于，定模芯或动模芯的壳体材料为光固化树脂，该 光固化树脂的液态为28℃粘度，为216cps，密度为1.18g/cm³，光固化后拉伸屈 服强度为48-61MPa，弹性模量为3514-3796MPa，邵氏硬度D为91。

本发明进一步的改进在于，包括以下步骤：首先使用分层软件对设计的包 括浇注系统及随行冷却水道的定模芯或动模芯进行分层，加载至光固化快速成 型机上，完成定模芯或动模芯的壳体制作；然后进行背填材料的制作，通过真 空注型机对背填材料进行真空搅拌处理，填充定模芯和动模芯的壳体浇注腔至 充满，常温下固化时间约10-24h，得到光固化注塑模具模芯。

相对于现有技术，本发明具有如下的技术效果：