本发明涉及热成型模具领域，特别涉及一种热成型随形水路模具及其加工方法。
背景技术：
如图1所示，受传统制造工艺限制，汽车零件热成型模具中的冷却水道1都是直线交叉型的，直接影响了模具水路配置效能，导致热成型件不能在短时间内达到均匀、有效的冷却，从而降低了热成型零件的生产效率，危害了热成型件的质量和品质。技术实现要素：本发明提供一种热成型随形水路模具及其加工方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种热成型随形水路模具，包括：基体镶块和安装在所述基体镶块上的带有随形水路的冷却镶块，其中，所述冷却镶块通过在基体镶块上进行3d打印形成，所述随形水路沿模具型面呈曲线布置。作为优选，所述基体镶块采用钢材制成，所述冷却镶块采用热作模具钢金属粉末。作为优选，所述随形水路的管路的截面中心到模具型面的距离一致。作为优选，所述随形水路的直径为4-20mm，水路间隔为10-40mm。本发明还提供一种热成型随形水路模具的加工方法，包括：步骤1：通过3d绘图软件设计热成型随形水路模具的模具模型，调节模具型面，该热成型随形水路模具包括基体镶块和安装在所述基体镶块上的带有随形水路的冷却镶块；步骤2：对基体镶块进行预加热和表面除油除锈处理；步骤3：采用3d打印设备在基体镶块上打印带有随形水路的冷却镶块；步骤4：对打印好的冷却镶块进行精加工处理。作为优选，采用热作模具钢金属粉末作为3d打印设备的材料，且所述模具钢金属粉末的粒径范围为20-100um。作为优选，所述步骤3包括：对步骤1中的模具模型进行切片离散和扫描路径规划，形成三维数据模型；将上述三维数据模型导入到3d打印设备中；3d打印设备逐层调入三维数据模型中的切片信息，从而在基体镶块上逐层铺粉扫描打印，逐层完成所述冷却镶块的加工。作为优选，采用激光束选择性熔化金属粉末的方式进行打印。作为优选，所述激光束为扫描振镜激光束，扫描速度为2-4m/s，激光功率为350-500w。作为优选，所述步骤4中，采用高速铣销或电加工的形式对冷却镶块进行精加工。与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、本发明的热成型随形水路模具由基体镶块和3d打印的冷却镶块组成，如此可以减少大量打印粉末的用量，同时3d打印成型后的热成型随形水路模具不需热处理，节省了模具成本，减少3d打印时间，提高了生产效率。同时具有冷却效率高、模面温度均匀性好的优点。2、本发明的冷却水道的形状可以随着模具的外形变化，不再是直线状的，很好地解决了传统冷却水道与模具型腔表面距离不一致的问题，最大化实现冷却水路系统的合理化设计和布局，从而达到均匀冷却效果，缩短热成型循环周期中的冷却时间，提高成型产品的质量，使其更加贴近外型面，不受零件的形状和结构的限制，可以使热成型件得到均匀的冷却，冷却效率更高。附图说明图1为现有的带有直通水道的模具结构示意图；图2和图3分别为本发明的热成型随形水路模具的结构示意图。具体实施方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。如图2和图3所示，本发明提供一种热成型随形水路模具，包括：基体镶块10和安装在所述基体镶块10上的带有随形水路30的冷却镶块20，其中，所述冷却镶块20通过在基体镶块10上进行3d打印形成，所述随形水路30沿模具型面呈曲线布置。即，由于不同模具的成型面不同，本发明的所述随形水路30可以根据模具型面的位置和形状来进行布置，从而可以适应不同的模具结构，适应范围更广。进一步的，所述随形水路30的布置方向可以如图2所示，沿纵向呈s形布置，也可以如图3所示，沿横向呈s形布置，当然，由于所述模具型面为非平面，故所述随形水路30也不是常规的s形结构，而是随模具型面的变化而变化的，并且保持随形水路的所有管路的截面中心到模具型面的距离一致，使得模具型面可以被均匀冷却，缩短热成型循环周期中的冷却时间，提高成型产品的质量。此外，本发明采用3d打印形成所述冷却镶块20，可以最大化实现冷却水路系统的合理化设计和布局，使随形水路30可以更加贴近模具型面，不受零件的形状和结构的限制，可以使热成型件得到均匀的冷却，冷却效率更高。进一步的，所述基体镶块10采用钢材制成，成本低且稳定性高，所述冷却镶块20采用热作模具钢金属粉末，换句话说，所述热作模具钢金属粉末由扫描振镜高能激光束进行选择性熔化后形成所述冷却镶块20。作为优选，所述随形水路30的直径为4-20mm，水路间隔为10-40mm，实现水路的密集排布，增加冷却效果。继续参照图2和图3，本发明还提供一种热成型随形水路模具的加工方法，包括：步骤1：通过3d绘图软件设计热成型随形水路模具的模具模型，调节模具型面。具体地，可以对基体镶块10的形状、尺寸，冷却镶块20的形状、尺寸以及冷却镶块20中的随形水路30进行设计。本实施例中，所述模具型面偏置15-20mm，随形水路30中的管路直径优选采用6mm，水路间隔优选为15mm。步骤2：对基体镶块10进行预加热和表面除油除锈处理。需要说明的是，本发明中的基体镶块10通常采用机加工的方式制备形成，大大减少了3d打印材料也即是热作模具钢金属粉末的用量，同时节省了3d打印的时间，极大的节约了成本。步骤3：采用3d打印设备在基体镶块10上打印带有随形水路30的冷却镶块20。具体包括：步骤31：对步骤1中的模具模型进行切片离散，从而获取模具模型的每层切片信息，根据该切片信息规划3d打印设备的扫描路径信息，最终形成三维数据模型；步骤32：将上述三维数据模型导入到3d打印设备中；步骤33：3d打印设备逐层调入三维数据模型中的切片信息，在经过除油除锈处理后的基体镶块10上进行铺粉和扫描打印工作，从而在基体镶块10上完成一层冷却镶块20的加工；接着，3d打印设备中的粉料缸体上升一个切片层厚，成型缸对应下降一个切片层厚，铺粉车将金属粉末从粉料缸体均匀的铺到成型缸上，以便进行下一层零件的加工工作，重复上述操作，直至所述冷却镶块20加工完成。步骤4：采用高速铣销或电加工的形式对打印好的冷却镶块进行精加工处理，由于3d打印过程中会存在一些系统误差，通过精加工的方式可以使模具的精确度更高，更便于使用。作为优选，本实施例中，采用热作模具钢金属粉末作为3d打印设备的材料，且所述模具钢金属粉末的粒径范围为20-100um，优选范围为40-70um。在具体操作过程中，通过扫描电镜发射激光束，从而对每层的模具钢金属粉末进行选择性熔化，完成打印操作。进一步的，所述扫描电镜的扫描速度为2-4m/s，发射出的激光的功率为350-500w。下面结合表1，将本实例中的热成型随形水路模具与采用传统直通水路的模具进行对比：传统直通水路直径最小可做到8mm，3d打印水路直径最小可以做到4mm，本实例中选择6mm，水路直径越小，水路铺置越密集，表面积越大，单位时间内带走的热量越多。同时，由于本实施例中的所述随形水路30随模具型面铺置，使得产品表面温度更低，从而可以缩短产品的冷却周期，提高效率20％-30％。表1本实施例与传统直通水路对比冷却工艺水路直径模具温度产品温度高温区冷却时间传统工艺(图1)8mm60℃-80℃120℃-180℃175℃10s3d随形水路(图2)6mm40℃-60℃100℃-130℃126℃7s3d随形水路(图3)6mm40℃-60℃100℃-140℃133℃8s综上所述，本发明的热成型随形水路模具由基体镶块和3d打印的冷却镶块组成，如此可以减少大量打印粉末的用量，同时3d打印成型后的热成型随形水路模具不需热处理，节省了模具成本，减少3d打印时间，提高了生产效率。同时具有冷却效率高、模面温度均匀性好的优点。此外，本发明的冷却水道的形状可以随着模具的外形变化，不再是直线状的，很好地解决了传统冷却水道与模具型腔表面距离不一致的问题，最大化实现冷却水路系统的合理化设计和布局，从而达到均匀冷却效果，缩短热成型循环周期中的冷却时间，提高成型产品的质量，使其更加贴近外型面，不受零件的形状和结构的限制，可以使热成型件得到均匀的冷却，冷却效率更高。显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。当前第1页12