[发明专利]一种铜合金异形孔冷却模具的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜合金异形孔冷却模具的制造方法，属于3D打印技术领域。

背景技术

铜合金是一种具有优良的导电性、导热性、延展性以及耐蚀性好的合金材料，主要用于制作发电机、电缆、开关装置、变压器等电工器材和热交换器、管道、太阳能加热装置等导热器材。因此，铜合金适用于制造异型孔冷却模具的制造。

采用传统技术制造铜合金异型孔冷却模具，其主要步骤是下料、分块机械加工、焊前修整、焊接装配、焊接、无损探伤、修整焊缝以及密封打压等工序，整个制造周期非常长；合格率极低，高压使用容易泄露，增加了使用成本。

相对于传统技术，3D打印技术作为一种新型增材制造技术，不需要传统的模具、刀具、夹具及多道加工工序，在一台设备上可快速而精密地制造出任意复杂形状的零件，从而实现自由制造，解决许多传统技术难以制造的复杂结构零件，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期，而且越是复杂结构产品，其优势越为凸显。因此，3D打印技术为铜合金异型孔冷却模具的快速制造提供了一种新的技术途径。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种铜合金异型孔冷却模具的制造方法，采用3D打印技术制造铜合金异型孔冷却模具。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种铜合金异形孔冷却模具的制造方法，其包括如下步骤：

S1：构建铜合金异形孔冷却模具的三维数模，并将所述三维数模以stl格式导出；

S2：对步骤S1处理后的三维数模进行修复，以满足3D打印的要求；

S3：对步骤S2后的三维数模进行摆放角度分析、添加网格支撑、添加工艺余量以及制作底部倒角；

S4：将步骤S3处理后的三维数模转化成二维切片信息，并进行错误诊断和修复，生成加工程序文件，将所述加工程序文件导入3D打印设备中；

S5：设定3D打印工艺参数后，将铜合金粉末加入3D打印设备的料缸中，并平铺在打印工作平台的基板上，同时3D调整打印设备的成形舱室的氧气含量；

S6：开启3D打印设备，将基板的表面预热至100℃后，根据所述加工程序文件的第一层轨迹对铜合金粉末进行选择性熔化，形成铜合金异形孔冷却模具的第一层截面；

S7：调整成形缸和料缸的高度，继续对第二层到第N层分别进行扫描成形，直至整个铜合金异形孔冷却模具的成形完成。

作为优选方案，还包括如下步骤：

S8：将铜合金异形孔冷却模具从3D打印设备取出来，去除未反应的铜合金粉末；

S9：将铜合金异形孔冷却模具异型孔的工艺余量加工成可与流体抛光机的接头相匹配的螺纹孔；

S10：对铜合金异形孔冷却模具中的异型孔进行抛光后，将铜合金异型孔冷却模具在400～650℃下进行热处理；

S11：进行检测，合格后去除基板，以及异型孔内部工艺余量和外部工艺余量。

作为优选方案，所述网格支撑为0.4～0.5mm，在每个异形孔的端口区域添加工艺余量，沿孔径内径单边添加0.5～1.0mm工艺余量，工艺余量沿孔径深度10～15mm，底部倒角为其中a为底部拉伸的余量。

作为优选方案，所述3D打印工艺参数包括：激光功率为150～550W，扫描速度为500～1800mm/s，激光搭接为0.75～0.90mm，铺粉层厚为0.02～0.04mm，光斑直径为100～120μm，粉补系数为90～150％。

作为优选方案，所述铜合金粉末的粒径为5～70μm。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明采用3D打印技术制备铜合金异型孔冷却模具的方法，减少工序，缩短制造周期60％以上；

2、采用本发明成形的铜合金异型孔冷却模具，内部表面质量好，承压能力优异。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本实施方式提供了一种铜合金异形孔冷却模具的制造方法，其包括如下步骤：

步骤1、根据铜合金异型孔冷却模具的二维图纸，采用三维画图软件，构建铜合金异型孔冷却模具的三维数模，并以stl格式导出数模；