[发明专利]一种选区激光熔化成形致密-疏松一体化模具零件的方法有效

专利信息
申请号: 201911060313.5 申请日: 2019-11-01
公开(公告)号: CN110834095B 公开(公告)日: 2022-02-08
发明(设计)人: 王小新;管航;马一恒;董志家;厉邵 申请(专利权)人: 青岛科技大学
主分类号: B22F3/105 分类号: B22F3/105;B22F3/11;B22F5/00;B33Y10/00
代理公司: 青岛中天汇智知识产权代理有限公司 37241 代理人: 雷斐
地址: 266000 山*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 选区 激光 熔化 成形 致密 疏松 一体化 模具 零件 方法
【说明书】:

发明公开一种选区激光熔化成形致密‑疏松一体化模具零件的方法,包括:1)选择零件部位并对其进行多孔结构设计;2)在镶件及模板上,设计点阵结构;3)将制作的三维模型导入切片软件中;4)设置参数;5)打印准备;6)开始打印;7)热成像仪进行温度信息采集,将采集的温度数据传递到PC控制中心,进行分析;8)对成形表面进行扫描表征计算成像,并进行信息比对;9)激光扫描成形;10)重复步骤6)至9),直至零件成形;11)分离成型样品;12)对成形样品热处理;本发明能合理地降低多孔结构区域的致密度,增加成形件的透气性,在保证模具零件的结构强度及产品的成形条件下,又能更好地解决复杂模具零件在工作中困气、真空吸附和嵌片定位的问题。

技术领域

本发明属于先进制造技术领域,涉及一种基于选区激光熔化技术的透气不致密模具零件成形和附有点阵多孔结构的注塑模具零件设计相结合的方法,即一种选区激光熔化成形致密- 疏松一体化模具零件的方法。

背景技术

3D打印技术凭借其较于传统工艺的优势,近几年在制造业中发展的突飞猛进。选区激光熔化技术是金属3D打印主要技术手段之一,其逐层增材成形的工艺手段针对复杂零件的成形具有无与伦比的优势,目前已在航空航天、军事、医疗、汽车领域广泛应用。

金属多孔材料由金属骨架和内部孔隙组成,其结构比表面积大、比重小、抗震性优良,当孔隙率达到一定百分比时,也具有通气、换热的性能。点阵结构具有规则性的孔形和孔穴呈周期性排列,其相对密度低,质量小,能够在保证了结构强度的需求下,减小成本。目前两种结构在车辆制造、武器制备、医疗器械以及航空领域应用十分广泛。

CN201810959975.5公开一种透气模具钢和选区激光熔化制备透气模具钢的方法,包括以下步骤:S1、取欲成型粉体,所述欲成型粉体包括钢粉和氮化铬;S2、利用选区激光熔化设备对所述欲成型粉体进行成型。本发明利用选区激光熔化(SLM)成型技术,同时采用加入氮化铬(CrN)的方法,成功制备出了内部具有连通孔隙、孔径较小且可透气的模具钢,具有较好的应用前景。CN201410265403.9提供一种钛合金薄壁蜂窝结构的制备方法,其步骤:(a)将该钛合金薄壁蜂窝结构模型按20~30μm层厚切片分层;(b)将该钛合金粉末均匀地铺设在钛合金基板上,激光器发射的激光束按照确定的激光束扫描的轨迹对钛合金粉末层进行选择性熔化,完成一层钛合金薄壁蜂窝结构加工;(c)在形成的一层钛合金薄壁蜂窝结构上再次铺设钛合金粉末,激光器发射的激光束按照确定的激光束扫描的轨迹对钛合金粉末层进行选择性熔化;(d)逐层加工钛合金薄壁蜂窝结构,最终形成钛合金薄壁蜂窝结构。本发明方法减小成形过程中的应力累积及成形件的变形,柔性化程度高,能够制备变蜂窝距甚至具有三维点阵结构的薄壁蜂窝结构件。CN201320215534.7涉及按键模具技术领域,特别涉及一种用于柱状实心塑料按键的镶拼结构模具,其结构包括凹模和凸模,所述凹模开设有与柱状实心塑料按键形状相应的模腔,所述模腔包括直柱部分和圆弧倒角部分,所述凸模开设有注塑口,所述模腔与所述注塑口连通,所述凹模包括镶件和底板件,所述镶件与所述底板件间留有用于排气的缝隙,所述直柱部分设于所述镶件,所述圆弧倒角部分设于所述底板件;本实用新型提供一种在注塑成型过程中模腔底部不会形成困气的用于柱状实心塑料按键的镶拼结构模具。

但现有技术中,注塑模具合模注射热熔性塑料时,部分复杂零件型腔内部气体可能不容易排出,热熔状的塑料在型腔内流动挤压压缩型腔内的空气,形成“困气”现象,影响产品的成形,甚至减少模具使用寿命。传统工艺的解决方法是改变产品及模具设计或在困气区域设加透气镶件,前者延长了工作周期,而后者成本昂贵,并且致使模具更加复杂,增加水路的布局难度,影响模具散热效率。

模内装饰技术将已印刷好图案的嵌片放入金属模具内,在注塑过程的同时完成产品装饰的工艺。注塑过程中,嵌片的固定是重要的一环,嵌片滑落或者位置不稳定都将导致产品出现缺陷。现有的技术主要有油缸滑块斜推固定、弹针固定以及静电吸附,具有结构设计复杂、加工周期长且成本高等缺点。

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