一种3D打印高效冷却异形水路的模具结构的制作方法

本实用新型涉及模具结构的技术领域，特别是一种3D打印高效冷却异形水路的模具结构。

背景技术：

金属3D打印模具是一种采用金属3D打印技术直接制造模具的一种新型模具直接制造方法。与传统的模具制造技术，如数控加工、电火花、线切割等相比，金属3D打印技术具有如下特点：第一，金属3D打印可制造的结构复杂度远大于传统加工技术，不仅能够加工出复杂的外部轮廓，也可以加工出传统加工方法完全无法实现的复杂内部通道，如用于模具的异型水路；第二，金属3D打印制造的模具性能已经能够与传统模具的性能相媲美，如模具硬度，通过热处理，金属3D打印模具的硬度可以达到HRC48～54以上，甚至更高，且模具的致密度好，不会发生渗水现象。

通常，在模具的模芯上制作水路用于对产品及型芯进行冷却，由于传统工艺的局限，通常采用钻孔的方式进行水路加工，只能设计出直线型的水路，在对圆柱型产品进行冷却时由于模芯内部水路到模芯内壁的距离不一致，无法让模芯的温度平衡，从而导致产品冷却时发生变形，影响产品的质量，并且模芯的内部由于水路设计不合理导致散热困难，长时间的生产会导致模芯质量的损坏，影响生产效率，增加了生产成本。因此，与传统的直线型水路模具相比，异形冷却模具具有冷却均匀、产品翘曲变形小，且可以有效消除冷却热点，有效减小冷却时间，提高生产效率。

有鉴于此，本发明人专门设计了一种3D打印高效冷却异形水路的模具结构，本案由此产生。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案如下：

一种3D打印高效冷却异形水路的模具结构，包括水路镶件以及异形冷却水路，所述异形冷却水路有四路，且等间距设置于水路镶件内部，所述异形冷却水路均包括进水通道、出水通道、第一冷却水路以及第二冷却水路，所述第一冷却水路与所述第二冷却水路的两端相互连接，且一端与进水通道连接，另一端与出水通道连接；

所述水路镶件包括底座、3D打印的上盖，所述底座与所述上盖相适配，所述进水通道、出水通道设置于底座内部，所述第一冷却水路设置于底座与上盖之间，所述第二冷却水路设置于上盖内部。

进一步的，所述第一冷却水路包括第一冷却通道、第二冷却通道以及冷却槽，所冷却槽设置于第一冷却通道与第二冷却通道之间，所述第一冷却通道与第二冷却通道均设置于底座与上盖之间，所述冷却槽设置于底座上端面。

进一步的，所述冷却槽呈U型状。

进一步的，所述冷却槽中间设置隔水片，且隔水片底部与冷却槽底部之间设置间隙，使得冷却槽形成U形通道，所述U型通道一端与第一冷却通道连接，另一端与第二冷却通道连接。

进一步的，所述上盖底部设置凸台，所述凸台位于第一冷却通道与第二冷却通道之间，所述隔水片上端面与凸台下端面抵靠设置。

进一步的，所述第二冷却水路包括两个相互垂直的第一分路以及第二分路，所述第一分路与第二分路连接处为弧形。

进一步的，所述进水通道的进水口与出水通道的出水口设置于底座的底部。

进一步的，所述底座采用加工中心直接加工成型。

进一步的，所述底座底部设置有顶针槽，所述顶针槽底部设置有贯穿底座与上盖的通孔。

进一步的，所述进水通道的横截面面积与出水通道的横截面面积相等，且与第一冷却水路和第二冷却水路的横截面面积之和相等。

本实用新型的通过设置底座以及3D打印的上盖，可将上盖内的第二冷却水路直接通过3D打印成型，可使得第二冷却水路尽量靠近上盖的顶部，可有效解决水路镶件散热难的问题，而底座可不使用3D打印技术，直接在底座上设置第一冷却水路，与第一冷却水路配合，使得水路镶件的温度达到平衡，改善水路镶件以及产品质量，提高水路镶件的使用寿命，同时底座可不使用3D打印技术，可大大降低制造成本。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型四路异形冷却水路的结构示意图(将水路实体化成结构示意图)；

图3是本实用新型底座的俯视图；

图4是本实用新型上盖的底视图；

图5是本实用新型异形冷却水路的结构示意图(将水路实体化成结构示意图)。

标号说明：

01-水路镶件，02-异形冷却水路，10-底座，11-冷却槽，12-半圆槽，13-通孔，20-上盖，21-凸台，30-隔水片，40-进水通道，50-第一冷却水路，51-第一冷却通道，52-U形通道，53-第二冷却通道，60-第二冷却水路，61-第一分路，62-第二分路，70-出水通道。

具体实施方式

请参阅图1至5，是作为本实用新型的最佳实施例的一种3D打印高效冷却异形水路的模具结构，包括水路镶件01以及异形冷却水路02，异形冷却水路02有四路，且等间距设置于水路镶件01内部，可提高各个异形水路的各自冷却效率，且避免了各自的影响，异形冷却水路02均包括进水通道40、出水通道70、第一冷却水路50以及第二冷却水路60，第一冷却水路50与第二冷却水路60的两端相互连接，且一端与进水通道40连接，另一端与出水通道70连接，冷却水从进水通道40进入后分别进入第一冷却水路50以及第二冷却水路60，再通过出水通道70流出，以达到对水路镶件01的冷却作用。进水通道40的横截面面积与出水通道70的横截面面积相等，且与第一冷却水路50和第二冷却水路60的横截面面积之和相等，可保证保持运水紊流，散热均匀，同时也避免运水中的细小杂质堵塞，保持畅通。其中图1内部虚线结构是为四路异形冷却水路02，而图2与图5为了更好的描述水路的形状，将异形冷却水路进行实体化成结构示意图。

水路镶件01包括采用加工中心直接加工成型的底座10、3D打印的上盖20，底座10与上盖20相适配，进水通道40、出水通道70设置于底座10内部，第一冷却水路50设置于底座10与上盖20之间，第二冷却水路60设置于上盖20内部。

具体的，第一冷却水路50包括第一冷却通道51、第二冷却通道53以及冷却槽11，所冷却槽11呈U型状，且设置于第一冷却通道51与第二冷却通道53之间，第一冷却通道51与第二冷却通道53均设置于底座10与上盖20之间，冷却槽11设置于底座10上端面，便于将底座10的侧面进行冷却；同时在冷却槽11中间设置隔水片30，且隔水片30底部与冷却槽11底部之间设置间隙，使得冷却槽11形成U形通道52，U型通道一端与第一冷却通道51连接，另一端与第二冷却通道53连接，优选的在冷却槽11内设置与隔水片30相配合的卡槽，隔水片30之间设置于卡槽内；上盖20底部设置凸台21，凸台21位于第一冷却通道51与第二冷却通道53之间，用于将第一冷却通道51与第二冷却通道53隔开，隔水片30上端面与凸台21下端面抵靠设置。冷却水进入进水通道40后，先经过第一冷却水路50的第一冷却通道51，然后进入由冷却槽11与隔水片30形成的U形通道52，再进入第二冷却通道53后，通过出水通道70流出。

底座10与上盖20均设置有相互对应的半圆槽12，且相互对应的半圆槽12形成第一冷却通道51以及第二冷却通道53。

第二冷却水路60包括两个相互垂直的第一分路61以及第二分路62，第一分路61与第二分路62连接处为弧形；冷却水进入进水通道40后，通过第一分路61以及第二分路62后，由出水通道70流出。因此四路第二冷却水路60将上盖20内部均分，对上盖20上表面起到冷却的作用，可大大降低水路镶件01的整体问题。

进水通道40的进水口与出水通道70的出水口设置于底座10的底部，底座10底部设置有顶针槽(图中未示出)，顶针槽底部设置有贯穿底座10与上盖20的通孔13。

本实用新型的具体实施过程如下：模具生产时冷却水先通过进水通道40流入，分别进入第一冷却水路50的第一冷却通道51、U形通道52、第二冷却通道53和第二冷却水路60的第一分路61、第二分路62，最后通过出水通道70流出，完成对水路镶件01的冷却。

综上所述，本实用新型的通过设置底座以及3D打印的上盖，可将上盖内的第二冷却水路直接通过3D打印成型，可使得第二冷却水路尽量靠近上盖的顶部，可有效解决水路镶件散热难的问题，而底座可不使用3D打印技术，直接在底座上设置第一冷却水路，与第一冷却水路配合，使得水路镶件的温度达到平衡，改善水路镶件以及产品质量，提高水路镶件的使用寿命，同时底座可不使用3D打印技术，可大大降低制造成本。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。