[发明专利]一种髓形冷却模具及其成形方法

权利要求书

1.一种髓形冷却模具，其特征在于，包括模具本体和在本体内腔中设置的髓形结构(4)，所述模具本体包括模具工作表面(3)和设置在模具本体侧面的冷却介质入口(1)及冷却介质出口(2)，冷却介质入口(1)及冷却介质出口(2)分别与髓形结构(4)内的冷却介质流动髓隙(5)连通；所述髓形结构(4)由3D打印而成；

所述髓形结构(4)由阵列的单元体组成，阵列单元体的形状为十字形、钻石形、X形或米字形以及它们中的两种或者多种的组合；单元体相互连接形成骨髓形状的冷却介质流动髓隙，同时起到支撑和增强作用，冷却介质能够在髓隙中穿流，形成湍流，高效完成热交换并带走模具工作部位热量，实现模具工作部位表面快速均匀冷却；

所述模具工作部位表面(3)与髓形结构(4)的距离为2~12mm。

2.一种如权利要求1所述的髓形冷却模具的成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：仿照人体骨骼、骨髓结构，在需要冷却的模具工作部位内部设置骨髓形状的结构，建立髓形冷却模具的三维数据模型，通过调节模具工作部位表面与髓形结构的距离和冷却介质流率控制冷却速度，髓形结构由阵列的单元体组成，单元体相互连接形成骨髓形状的冷却介质流动髓隙，同时起到支撑和增强作用，冷却介质能够在髓隙中穿流，形成湍流，高效完成热交换并带走模具工作部位热量，实现模具工作部位表面快速均匀冷却；

S20：采用金属3D打印技术对所述三维数据模型进行打印，打印时模具表面预留加工余量，打印后通过热处理去除模具内应力，同时提高模具硬度；

S30：根据模具工作部位表面质量要求，通过机加工去除模具表面余量并进行抛光处理，获得所需的髓形冷却模具。

3.如权利要求2所述的成形方法，其特征在于，在步骤S10中，所述冷却介质包括水、油、气。

4.如权利要求3所述的成形方法，其特征在于，所述冷却介质为冷却油。

5.如权利要求2所述的成形方法，其特征在于，在步骤S20中，所述的金属3D打印技术包括选区激光熔化技术、电子束熔融技术、离子束熔融技术、激光熔覆成型技术。

6.如权利要求2所述的成形方法，其特征在于，在步骤S20中，所述热处理工艺根据模具材料制定，热处理后模具硬度达到50~60HRC，模具材料为18Ni300模具钢，热处理方法为490摄氏度保持6小时，然后随炉冷却，模具硬度达到55HRC。

7.如权利要求2所述的成形方法，其特征在于，在步骤S30中 ，所述去除模具表面余量的机加工方法为CNC加工。

8.一种如权利要求1所述的髓形冷却模具在注塑、铸造、冲压行业中的应用。

9.一种如权利要求2-7任一项所述的髓形冷却模具的成形方法在注塑、铸造、冲压行业中的应用。