一种异形水路模具的SLM3D成型机构的制作方法

本发明涉及异形水路模具成型设备领域，尤其涉及一种异形水路模具的SLM3D成型机构。

背景技术：

模具被称为工业之母，超过90%的工业品由模具制造而来，模具温度直接影响着注塑制品的质量和生产效率，它主要通过模具的冷却系统来进行适当的控制和调节，传统的冷却水道只能加工成简单的直孔，难以实现模具的均匀冷却，冷却效果差，成型制品容易出现翘曲、收缩不均等缺陷，制约了成型制品的质量和生产效率，20世纪90年代提出的随形冷却技术，水路依据制品外形变化，可实现均匀冷却，能显著改善制品的品质，减少冷却时间，具有很强的适用性。

随形冷却虽然具有传统冷却水道不可比拟的优势，但采用传统的加工方式难以实现，一定程度上限制了随形冷却的运用，随着3D打印技术的出现，SLM( Selective laser melting选择性激光熔化）3D成型很适合随形模具的成型，SLM3D成型采用的是逐层成型，能够适合各种复杂的结构成型，大多都包括成型升降块和可以发射任意部位激光的激光发射器，通过控制器控制激光发射器的激光熔化区域，进而实现复杂形状的成型，但是SLM3D成型存在一定的缺陷，由于是对粉末的进行激光熔化，无法精准的控制添加粉末的厚度，进而导致每层成型的厚度出现误差，影响到成型后的异形水路模具整体结构。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种异形水路模具的SLM3D成型机构，通过刮料整平装置的设计，能够对成型升降块上的粉末进行压实整平的作用，同时还能够对成型升降块进行定位，确保每层用于成型的粉末厚度精准。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种异形水路模具的SLM3D成型机构，包括成型箱，所述的成型箱内通过成型升降气缸设置有成型升降块，成型箱的上部设置有与成型升降块配合并连接到控制器的激光发射器，所述的成型箱的侧面开设有粉末进料口和粉末出料口，所述的成型箱与粉末出料口相对的一侧设置有刮料整平装置，所述的刮料整平装置包括成型箱外侧设置的水平走向的刮料活动装置，所述的刮料活动装置连接有可穿入到成型箱内的刮料器，所述的刮料器包括下部开口的刮料块，所述的刮料块的开口处配合有整平定位块，且刮料块内设置有与整平定位块配合的整平升降装置，所述的刮料块与粉末出料口的高度匹配。

优选的，所述的整平升降装置包括设置在刮料块内并与整平定位块连接的整平定位弹簧，且整平定位块的上部连接有从刮料块外侧穿出的整平定位拉绳，所述的整平定位拉绳穿出的一端固连在拉绳安装块上，所述的拉绳安装块连接有整平定位气缸，所述的整平定位气缸设置在刮料块外侧连接的整平安装块上，所述的整平定位块的下表面设置有连接到控制器的接触感应器。

优选的，所述的刮料活动装置包括设置在成型箱侧面的第一刮料活动气缸，所述的第一刮料活动气缸连接有刮料活动块，所述的刮料活动块内侧连接有第二刮料活动气缸，所述的刮料块与第二刮料活动气缸连接，所述的粉末出料口的上方还设置有与刮料块配合的凹口。

优选的，所述的成型升降块上开设有卸料口，所述的成型升降块的下方通过堵挡锁紧螺栓安装有与卸料口配合的堵挡块。

优选的，其中一个卸料口与待成型模具的水路入口连通，所述的堵挡块上开设有与此卸料口连通的水路连通口，所述的堵挡块的下方连接有吹气调节架，所述的吹气调节架上设置有吹气调节电机，所述的吹气调节电机上设置有与堵挡块接触配合的吹气调节转块，所述的吹气调节转块上开设有能够与水路连通口对接的吹气口，所述的吹气口的下方设置有吹气调节套，所述的吹气调节套下方设置有吹气泵。

优选的，所述的吹气调节架上设置有竖直走向的转块支持杆，所述的转块支持杆的上部为圆弧形，且与吹气调节转块相切配合，吹气调节架上的转块支持杆成两个同心圆分布，且分别位于吹气口的两侧。

优选的，所述的成型箱开设粉末进料口和粉末出料口的一侧设置有粉末进料箱，所述的粉末进料箱内设置有进料升降气缸，所述的进料升降气缸上设置有进料升降块，所述的进料升降块上表面为靠近粉末进料口一侧较低的斜面，所述的进料升降块靠近粉末进料口的一侧下方设置有与成型箱贴紧配合的拦截块，且拦截块的高度大于粉末进料口与粉末出料口之间的距离。

优选的，所述的粉末进料箱的上部设置有粉末上料装置，所述的粉末上料装置包括设置在粉末进料箱上的粉末上料升降气缸，所述的粉末上料升降气缸下方连接有与粉末进料箱密封配合的粉末上料升降块，所述的粉末上料升降块上设置有粉末上料管。

优选的，所述的粉末上料管的下部设置有底盖，下部侧面开设有粉末上料口，所述的粉末上料管穿出粉末进料箱的部位套接有粉末上料压块，所述的粉末上料压块下方连接有竖直走向的粉末上料弹簧。

优选的，所述的粉末上料升降块上还设置有可穿出粉末进料箱的粉末上料弹簧套，所述的粉末上料弹簧套的下端安装在粉末上料弹簧套内，且没有外力作用粉末上料压块时，粉末上料口被粉末上料升降块封堵。

附图说明

图1为一种异形水路模具的SLM3D成型机构的结构示意图。

图2为成型升降块与吹气部分的结构示意图。

图3为刮料整平装置的结构示意图。

图4为刮料器的结构示意图。

图5为图4中A-A的剖视图。

图6为粉末上料装置的结构示意图。

图中所示文字标注表示为：1、成型箱；2、成型升降气缸；3、成型升降块；4、激光发射器；5、粉末进料箱；6、粉末进料口；7、刮料整平装置；8、粉末出料口；9、进料升降气缸；10、进料升降块；11、粉末上料装置；12、卸料口；13、堵挡块；14、堵挡锁紧螺栓；15、水路连通口；16、吹气调节架；17、吹气调节电机；18、吹气调节转块；19、吹气口；20、吹气泵；21、转块支持杆；31、第一刮料活动气缸；32、刮料活动块；33、第二刮料活动气缸；34、刮料器；35、刮料块；36、整平定位弹簧；37、整平定位块；38、整平定位拉绳；39、整平安装块；40、整平定位气缸；41、拉绳安装块；46、粉末上料升降气缸；47、粉末上料升降块；48、粉末上料管；49、粉末上料口；50、粉末上料压块；51、粉末上料弹簧；52、粉末上料弹簧套。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1、3-5所示，本发明具体结构为：一种异形水路模具的SLM3D成型机构，包括成型箱1，所述的成型箱1内通过成型升降气缸2设置有成型升降块3，成型箱1的上部设置有与成型升降块3配合并连接到控制器的激光发射器4，所述的成型箱1的侧面开设有粉末进料口6和粉末出料口8，所述的成型箱1与粉末出料口8相对的一侧设置有刮料整平装置7，所述的刮料整平装置7包括成型箱1外侧设置的水平走向的刮料活动装置，所述的刮料活动装置连接有可穿入到成型箱1内的刮料器34，所述的刮料器34包括下部开口的刮料块35，所述的刮料块35的开口处配合有整平定位块37，且刮料块35内设置有与整平定位块37配合的整平升降装置，所述的刮料块35与粉末出料口8的高度匹配。

在粉末进料之前，先通过刮料活动装置将刮料器34送入到成型箱1内，然后通过整平升降装置带动整平定位块下降一定高度，之后通过成型升降气缸2带动成型升降块3上升并接触到整平定位块，之后使刮料整平装置回复原位，之后再往粉末进料口6加入过量的粉末，之后通过刮料活动装置带动刮料块35从成型箱1的一侧移动到另一侧，将多余的粉末从粉末出料口8推出，并对成型升降块上的粉末进行压实，然后使刮料整平装置回复原位，之后通过控制器按照设定的程序控制激光发射器完成一次选择性的激光熔化，完成一层片体的加工，之后通过刮料整平装置带动刮料块再次进行一次刮料，将成型的片体可能出现的毛刺刮平，之后再使成型升降块下降，然后再重复上述成型升降块的定位和成型步骤，后续的平整定位块和成型后的片体接触配合，如此加工，能够确保每层用于成型的粉末厚度精准。

如图4-5，所述的整平升降装置包括设置在刮料块35内并与整平定位块37连接的整平定位弹簧36，且整平定位块37的上部连接有从刮料块35外侧穿出的整平定位拉绳38，所述的整平定位拉绳38穿出的一端固连在拉绳安装块41上，所述的拉绳安装块41连接有整平定位气缸40，所述的整平定位气缸40设置在刮料块35外侧连接的整平安装块39上，所述的整平定位块37的下表面设置有连接到控制器的接触感应器。

整平升降装置的操作过程是，在初始位置时，整平定位气缸40处于收缩状态，即整平定位块完全处于刮料块35且下表面与刮料块平齐，当需要进行整平定位时，通过整平定位气缸40的伸长，使拉绳安装块接触到刮料块35，整平定位块37倍整平定位弹簧和自身重力带动下降，完成整平定位状态的调整，当成型升降块与其接触并产生感应信号时，成型升降块即完成定位，此结构能够进一步确保定位的精准度。

如图3所示，所述的刮料活动装置包括设置在成型箱1侧面的第一刮料活动气缸31，所述的第一刮料活动气缸31连接有刮料活动块32，所述的刮料活动块32内侧连接有第二刮料活动气缸33，所述的刮料块35与第二刮料活动气缸33连接，所述的粉末出料口8的上方还设置有与刮料块35配合的凹口。

刮料块的活动通过第一和第二刮料活动气缸的共同作用完成，如此可以节省空间。

如图1-2所示，所述的成型升降块3上开设有卸料口12，所述的成型升降块3的下方通过堵挡锁紧螺栓14安装有与卸料口12配合的堵挡块13。

卸料口和堵挡块的设计，可以在成型全部完成后，通过拆卸堵挡块，从卸料口将成型后的异形水路模具顶动，使其脱离成型升降块，极大的方便了卸料。

如图2，其中一个卸料口12与待成型模具的水路入口连通，所述的堵挡块13上开设有与此卸料口连通的水路连通口15，所述的堵挡块13的下方连接有吹气调节架16，所述的吹气调节架16上设置有吹气调节电机17，所述的吹气调节电机17上设置有与堵挡块13接触配合的吹气调节转块18，所述的吹气调节转块18上开设有能够与水路连通口15对接的吹气口19，所述的吹气口19的下方设置有吹气调节套，所述的吹气调节套下方设置有吹气泵20。

在完成一层片体成型后，可以通过吹气调节电机17带动吹气调节转块18转动，进而使吹气口19与水路连通口15连通，然后通过气吹泵20启动，将异形水路中的粉末吹出，避免多层成型后的水路中的粉末多次压实，方便了后续的粉末清理。

如图2所示，所述的吹气调节架16上设置有竖直走向的转块支持杆21，所述的转块支持杆21的上部为圆弧形，且与吹气调节转块18相切配合，吹气调节架16上的转块支持杆21成两个同心圆分布，且分别位于吹气口19的两侧。

转块支持杆的设计，在气吹调节转块转动时能够对气吹调节和转块起到支撑又不妨碍转动的作用。

如图1所示，所述的成型箱1开设粉末进料口6和粉末出料口8的一侧设置有粉末进料箱5，所述的粉末进料箱5内设置有进料升降气缸9，所述的进料升降气缸9上设置有进料升降块10，所述的进料升降块10上表面为靠近粉末进料口6一侧较低的斜面，所述的进料升降块10靠近粉末进料口6的一侧下方设置有与成型箱1贴紧配合的拦截块，且拦截块的高度大于粉末进料口6与粉末出料口8之间的距离。

粉末进料时，粉末进料升降块10的上部斜面低端与粉末进料口高度一致，且此时的拦截块将粉末出料口8拦截，进料完成后进入刮料模式时，进料升降气缸带动进料升降块下降，使其低于粉末出料口，在刮料的时候，粉末回从粉末出料口落入到进料升降块，进而可以实现粉末的重复利用。

如图6所示，所述的粉末进料箱5的上部设置有粉末上料装置11，所述的粉末上料装置11包括设置在粉末进料箱5上的粉末上料升降气缸46，所述的粉末上料升降气缸46下方连接有与粉末进料箱5密封配合的粉末上料升降块47，所述的粉末上料升降块47上设置有粉末上料管48。

在粉末上料时，可以调整好粉末上料升降块的高度，配合粉末进料升降块的设计，可以形成一个粉末上料的空间，进而可以进行定量粉末进料，避免进入的量过多。

如图6所示，所述的粉末上料管48的下部设置有底盖，下部侧面开设有粉末上料口49，所述的粉末上料管48穿出粉末进料箱5的部位套接有粉末上料压块50，所述的粉末上料压块50下方连接有竖直走向的粉末上料弹簧51。

所述的粉末上料升降块47上还设置有可穿出粉末进料箱5的粉末上料弹簧套52，所述的粉末上料弹簧套52的下端安装在粉末上料弹簧套52内，且没有外力作用粉末上料压块50时，粉末上料口49被粉末上料升降块47封堵。

粉末上料时，通过下压粉末上料压块50，使粉末上料弹簧压缩，进而使粉末上料管48与粉末上料升降块47产生相对高度，使粉末上料口49位于粉末上料升降块47的下方，实现粉末的上料，操作方便，且粉末上料弹簧套还可以在粉末上料升降块上升时起到导向的效果。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。