[发明专利]一种具有疏水作用的随形冷却流道及其制造方法

权利要求书

1.一种具有疏水作用的随形冷却流道的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将基体树脂材料、粉体、助剂添加到溶剂中，经过搅拌稀释、分离、洗涤、以及烘干后得到疏水涂层粉末材料，作为与疏水涂层相对应的增材制造原料；

(2)利用三维设计软件设计带有随形冷却流道部分的模具的三维模型，然后再将该三维模型导入到切片软件中进行切片处理，每层切片中根据不同轮廓区域所对应的材料的不同分为金属模具目标区和疏水涂层目标区两个区域；

(3)选用激光选区熔化SLM和激光选区烧结SLS复合方法准备成形具有疏水作用的随形冷却流道部分的模具，分别将模具金属粉末和所述步骤(1)得到的疏水涂层粉末置于独立分布的送粉缸和送粉喷头中，然后开始成形处理过程；

(4)进行成形处理过程，具体是与所述步骤(2)得到的切片层相对应，先将所述送粉缸中的模具金属粉末均匀铺在成形基板上，然后使用SLM工艺成形；接着，由吸粉喷头将位于疏水涂层目标区域部分的模具金属粉末吸走，然后再由所述送粉喷头将疏水涂层粉末填充到疏水涂层目标区域，并使用SLS工艺成形该区域的粉末，由此完成一个与所述步骤(2)得到的某一切片层相对应的铺粉层的成形；

(5)将所述成形基板下降一个铺粉层高度，重复步骤(4)直至完成整个具有疏水作用涂层的随形冷却流道的模具的制造；

(6)将成形后的模具取下，清除模具表面以及随形冷却流道表面附着的粉末，即可得到具有疏水作用的随形冷却流道。

2.如权利要求1所述具有疏水作用的随形冷却流道的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述SLM工艺成形是采用光纤激光器，该光纤激光器波长为1070nm，最大功率1000W，光斑直径为0.1mm～0.15mm，并且该SLM工艺成形是在惰性气体中进行的；所述SLS工艺成形是采用CO₂激光器，该CO₂激光器的最大功率为50W。

3.如权利要求1所述具有疏水作用的随形冷却流道的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述SLM工艺成形与所述SLS工艺成形两者的扫描层厚相等，均满足0.01～0.05mm；

所述步骤(2)得到的切片层中任意一个切片层对应的厚度与任意一个所述扫描层厚相等。

4.如权利要求3所述具有疏水作用的随形冷却流道的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述SLM工艺成形与所述SLS工艺成形两者的扫描层厚相等，且均为0.02mm。

5.如权利要求1所述具有疏水作用的随形冷却流道的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中，在所述使用SLS工艺成形之前需要先对所述疏水涂层粉末进行预热处理，预热温度范围为50～200℃。

6.如权利要求1所述具有疏水作用的随形冷却流道的制造方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述基体树脂材料为液滴接触角大于90°的材料，包括醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、有机氟树脂、氨基树脂、聚酯树脂、有机硅-无机硅树脂中的一种或几种的混合物；所述粉体包括非金属氧化物、金属氧化物、不溶性无机盐粉体的一种或几种的混合物；所述助剂包括表面活性剂、引发剂、分散剂、润湿剂、增稠剂、热稳定剂、胶黏剂、流动助剂中的一种或几种；所述溶剂为水、苯类溶剂、酯类溶剂、醇类溶剂、酮类溶剂、醇醚类溶剂中的一种或几种。

7.如权利要求1所述具有疏水作用的随形冷却流道的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述模具金属粉末包括铁基金属粉末、铜基金属粉末、锌基金属粉末、铝基金属粉末以及镍基高温合金粉末中的一种。

8.如权利要求7所述具有疏水作用的随形冷却流道的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述模具金属粉末为铁基金属粉末，该铁基金属粉末的平均粒径范围为30μm～50μm,并且含氧量低于1000ppm。