一种基于激光选择性成型技术的随形冷却装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于激光选择性成型技术的随形冷却装置，包括一个或多个依次连接的冷却模组，所述每个冷却模组包括两个模瓣，所述两个模瓣沿径向扣合形成一管状冷却腔；所述模瓣内部为中空的液冷腔。本发明提供的一种基于激光选择性成型技术的随形冷却装置，各模瓣能够利用激光选择性成型技术使用金属粉末一次成型，因此冷却装置不受宏观零件外形的影响，能够实现随形冷却。该结构冷却效率高、冷却效果均匀，克服了传统工艺制造的冷却装置冷却效果较差，成品率低下的问题，能够最大限度地发挥激光选择性成型技术的优势，提高了经济效益。
【专利说明】一种基于激光选择性成型技术的随形冷却装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种冷却结构，特别是一种基于激光选择性成型技术的随形冷却装置。
【背景技术】
[0002]在注塑模具中，冷却系统是其核心部分，直接决定了注塑的生产效率和塑件质量。传统的冷却通道为直线圆孔通道，其采用钻床钻孔加工而成，通过调节通入的冷却液来实现冷却效果，但冷却均匀度及冷却效率较低，不能满足实际需求。这些缺陷在很大程度上是由于传统制造工艺的不成熟造成的。
[0003]目前，3D打印技术，尤其是激光选择性成型技术飞速发展，其具有加工可控性高、一次成型等优点，很好地弥补了传统制造工艺的不足。然而，目前还没有一种冷却装置的结构能够最大限度地发挥激光选择性成型技术的优势。
[0004]因此，现有技术有待进一步改进。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，有必要针对现有技术中存在的问题，提出一种适合采用激光选择性成型技术制造的、更加合理的冷却结构，提高冷却效率，降低由于冷却不足而导致废品率提高的趋势。为实现上述目的，本发明利用选择性激光熔化技术能够一次成型较复杂结构的优势，设计了一种基于激光选择性成型技术的随形冷却装置。
[0006]本发明采用以下方案:
[0007]一种基于激光选择性成型技术的随形冷却装置，包括一个或多个依次连接的冷却模组，所述每个冷却模组包括两个模瓣，所述两个模瓣沿径向扣合形成一管状冷却腔；所述模瓣内部为中空的液冷腔。
[0008]所述模瓣具有间隔分布于同一平面或曲面上的第一扣合壁和第二扣合壁，第一扣合壁和第二扣合壁的相邻侧边缘之间连接有内侧壁，第一扣合壁和第二扣合壁的相互远离侧的边缘之间连接有外侧壁；所述外侧壁、内侧壁、第一扣合壁和第二扣合壁围成所述液冷腔；每个冷却模组中的两个模瓣的第一扣合壁和第二扣合壁分别相对，沿径向扣合形成所述冷却腔，两个模瓣的内侧壁即为冷却腔的内壁，模瓣内部的液冷腔随冷却腔延伸。
[0009]所述模瓣的两个端面分别设有一进水口和一出水口，所述多个冷却模组依次连接时，相邻冷却模组的模瓣的出水口与进水口连接。
[0010]模瓣中，所述内侧壁朝向液冷腔的侧面上设置有多个沿轴向延伸的凸筋。
[0011]模瓣中，所述外侧壁朝向液冷腔的侧面上设置有多个沿轴向延伸的凸筋。
[0012]所述第一扣合壁和第二扣合壁相互远离侧的边缘上设有多个挂台，所述多个挂台沿模瓣的轴向排列，挂台上设有固定孔；冷却模组中的两个模瓣相互扣合时，两个模瓣的挂台通过螺栓固定。
[0013]所述进水口处具有一凸缘，所述凸缘的外径与出水口的内径一致；相邻冷却模组的模瓣连接时，其中一模瓣的进水口处的凸缘插入于另一模瓣的出水口中。
[0014]相邻冷却模组的模瓣的进水口和出水口的连接处设有密封圈。
[0015]本发明提供的一种基于激光选择性成型技术的随形冷却装置，各模瓣能够利用激光选择性成型技术使用金属粉末一次成型，因此冷却装置不受宏观零件外形的影响，能够实现随形冷却。该结构冷却效率高、冷却效果均匀，克服了传统工艺制造的冷却装置冷却效果较差，成品率低下的问题，能够最大限度地发挥激光选择性成型技术的优势，提高了经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明实施例的整体结构示意图。
[0017]图2是本发明实施例的多个模瓣的结构示意图。
[0018]图3是本发明实施例的第一模瓣的内壁结构示意图。
[0019]图4是本发明实施例的模瓣的外部结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合附图和具体的实施例，对本发明的技术方案进行详细的说明。
[0021]如图1所示，本发明实施例提供的一种基于激光选择性成型技术的随形冷却装置，包括依次连接的第一冷却模组1、第二冷却模组2、第三冷却模组3和第四冷却模组4。其中，每个冷却模组由两个模瓣组成，所述两个模瓣沿径向扣合形成一管状冷却腔5，用于放置待冷却零件。同时，所述模瓣的内部为中空的液冷腔，用于通入冷却液，起冷却作用。
[0022]具体地，如图2所示的第一模瓣11、第二模瓣21和第三模瓣31，分别为图1所示第一冷却模组1、第二冷却模组2和第三冷却模组3中位于外侧的模瓣。下面以第一模瓣11为例进行具体说明。如图2至图4所示，所述第一模瓣11具有间隔分布于同一平面上的第一扣合壁111和第二扣合壁112。其中，第一扣合壁111和第二扣合壁112的相邻侧边缘之间连接有内侧壁113，第一扣合壁111和第二扣合壁112的相互远离侧的边缘之间连接有外侧壁114。所述内侧壁113和外侧壁114均向第一扣合壁111和第二扣合壁112的一侧面凸起，使内侧壁113形成一半圆柱形的凹槽，所述凹槽沿第一模瓣11的轴向延伸。第一冷却模组I中另一模瓣的结构与第一模瓣11相同，第一冷却模组I安装时，两个模瓣的第一扣合壁111和第二扣合壁112分别相对，沿径向扣合形成一圆柱形的冷却腔5，两个模瓣的内侧壁113即为冷却腔5的内壁。
[0023]进一步地，在第一模瓣11中，所述第一扣合壁111和第二扣合壁112相互远离侧的边缘上设有多个挂台115，所述多个挂台115沿第一模瓣11的轴向依次排列，挂台115上设有固定孔。如图1所示，同一冷却模组中两个模瓣上的挂台形状和分布相互匹配，冷却模组中的两个模瓣相互扣合时，两个模瓣的挂台通过螺栓固定，使两个模瓣沿径向相互锁紧固定。
[0024]需要注意的是，本发明中冷却腔5的延伸方向可随待冷却零件的形状变化，并不限于第一冷却模组I所示的直线型结构。以第二冷却模组2为例，第二模瓣21中的第一扣合壁211和第二扣合壁212间隔分布于同一曲面上，所述曲面经过冷却腔5的轴线；第二冷却模组2的另一模瓣形状与第二模瓣21相匹配，使两模瓣扣合后，能够形成一呈90°弯曲的管状冷却腔5。除此之外，模瓣中内侧壁的形状也不限于本实施例中所示的半圆形曲面，内侧壁的形状可以根据待冷却零件的外表轮廓进行变化设计，使内侧壁的每一处尽量与待冷却零件外表面接近，以提高冷却效率。
[0025]如图3所示，在第一模瓣11中，所述外侧壁114、内侧壁113、第一扣合壁111和第二扣合壁112围成一液冷腔6，所述液冷腔6随冷却腔5延伸。所述内侧壁113朝向液冷腔6的侧面上设置有多个沿轴向延伸的凸筋116 ;所述外侧壁114朝向液冷腔6的侧面上也设置有多个沿轴向延伸的凸筋116。所述凸筋116用于增大模瓣与冷却液的接触面积，以提高模瓣的冷却效率。
[0026]如图4所示，模瓣的两个端面分别设有一进水口 7和一出水口 8，当多个冷却模组依次连接时，相邻冷却模组的模瓣的出水口 7与进水口 8相互连接，使多个冷却模组的液冷腔6连通为一体。
[0027]作为改进，所述进水口 7处具有一凸缘，所述凸缘的外径与出水口 8的内径一致；相邻冷却模组的模瓣连接时，其中一模瓣的进水口 7处的凸缘插入于另一模瓣的出水口 8中。进一步地，可以在相邻冷却模组的模瓣的进水口 7和出水口 8的连接处设置密封圈，以加强连接处的密封性。
[0028]本发明实施例使用时的具体安装方法如下:
[0029]S1、根据待冷却零件的外形尺寸选择冷却腔内壁形状相匹配的冷却模组，并根据待冷却零件的结构走向，选取具有对应延伸方向的多个冷却模组。
[0030]S2、第一组冷却模组安装时，分别将两个模瓣从待冷却零件两侧扣合在待冷却零件上，并通过多组螺栓和螺帽将两个模瓣的挂台相互锁紧固定；第二组冷却模组安装时，先从待冷却零件的一侧将其中一个模瓣的进水口插入到第一组冷却模组其中一模瓣的出水口中，并使用密封圈进行密封；再从待冷却零件的另一侧将另一个模瓣按照相同方法安装后，使用螺栓和螺母将两个模瓣相互锁紧固定；如此重复，直至使用多个冷却模组完全包裹整个待冷却零件。
[0031]整个冷却装置组装完后，所有冷却模组的冷却腔连成一体，将待冷却零件包裹在内；同时，所有冷却模组的液冷腔也连成一体，跟冷却腔一起随着待冷却零件延伸。
[0032]S3、分别在冷却装置最外端的两个冷却模组的出水口和进水口上安装水管，向液冷腔中通入冷却液。
[0033]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种基于激光选择性成型技术的随形冷却装置，其特征在于，包括一个或多个依次连接的冷却模组，所述每个冷却模组包括两个模瓣，所述两个模瓣沿径向扣合形成一管状冷却腔；所述模瓣内部为中空的液冷腔。
2.根据权利要求1所述的基于激光选择性成型技术的随形冷却装置，其特征在于，所述模瓣具有间隔分布于同一平面或曲面上的第一扣合壁和第二扣合壁，第一扣合壁和第二扣合壁的相邻侧边缘之间连接有内侧壁，第一扣合壁和第二扣合壁的相互远离侧的边缘之间连接有外侧壁；所述外侧壁、内侧壁、第一扣合壁和第二扣合壁围成所述液冷腔；每个冷却模组中的两个模瓣的第一扣合壁和第二扣合壁分别相对，沿径向扣合形成所述冷却腔，两个模瓣的内侧壁即为冷却腔的内壁，模瓣内部的液冷腔随冷却腔延伸。
3.根据权利要求2所述的基于激光选择性成型技术的随形冷却装置，其特征在于，所述模瓣的两个端面分别设有一进水口和一出水口，所述多个冷却模组依次连接时，相邻冷却模组的模瓣的出水口与进水口连接。
4.根据权利要求2所述的基于激光选择性成型技术的随形冷却装置，其特征在于，模瓣中，所述内侧壁朝向液冷腔的侧面上设置有多个沿轴向延伸的凸筋。
5.根据权利要求2或4所述的基于激光选择性成型技术的随形冷却装置，其特征在于，模瓣中，所述外侧壁朝向液冷腔的侧面上设置有多个沿轴向延伸的凸筋。
6.根据权利要求2所述的基于激光选择性成型技术的随形冷却装置，其特征在于，所述第一扣合壁和第二扣合壁相互远离侧的边缘上设有多个挂台，所述多个挂台沿模瓣的轴向排列，挂台上设有固定孔；冷却模组中的两个模瓣相互扣合时，两个模瓣的挂台通过螺栓固定。
7.根据权利要求3所述的基于激光选择性成型技术的随形冷却装置，其特征在于，所述进水口处具有一凸缘，所述凸缘的外径与出水口的内径一致；相邻冷却模组的模瓣连接时，其中一模瓣的进水口处的凸缘插入于另一模瓣的出水口中。
8.根据权利要求3所述的基于激光选择性成型技术的随形冷却装置，其特征在于，相邻冷却模组的模瓣的进水口和出水口的连接处设有密封圈。
【文档编号】B29C45/72GK103507239SQ201310400587
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】张春雨, 李子夫, 戚留举, 马德贵, 孙学通, 陈贤帅 申请人:广州中国科学院先进技术研究所