3D打印模具随形水路技术在热流道模具中的应用

ixianbai

热流道技术是缩短注塑周期、节省材料的优良手段。热流道模具在每次注射完成后，流道胶体在加热装置的加热下并不会凝固，因此产品脱模不需要脱出流道水口，在下个注塑周期的起始，注射流道依然贯通。废料热量及时排除，浇道系统冷却不受限，冷却时间仅受产品冷却影响，所以注塑周期有一定的缩减。3D打印技术可以大幅减少产品冷却时间，因此，热流道技术与3D打印技术的结合可以进一步降低注塑周期。

3D打印随形水路技术可以使冷却水路布置在产品表面附近，大幅降低产品冷却时间，使生产周期进一步缩减，提高机器效率。以化妆品透明盖的热流道模具为例，图3为3D打印随形水路与传统水路的设计对比。传统模具（a）中的水路不能完全贴合产品周边位置，而且此类倒扣结构的产品，内部范围狭小，水路无法进行布置；3D打印随形水路模具中的水路，可以设计成螺旋状，既能布置在狭小空间，又能贴合产品周边，实现均匀、快速冷却。可以直观看出，3D打印随形水路设计更为合理。

图3 水路设计对比

3D打印随形水路的作用主要体现在成型周期的缩减，图4为产品成型周期的对比：使用传统的模具冷却水路时，零件达到顶出温度的时间为58s，而使用3D打印随形水路时，零件达到顶出温度的时间降低到28s。以开模时间5s计算，则成型周期从63s降低到35s，降低幅度约为48％，表明3D打印随形冷却水路的冷却效率提升幅度巨大。

   

图4 顶出时间对比

3D打印随形水路可极大降低模具和产品的最高温度，同时各位置温度极为均匀。图5为传统模具与3D打印随形水路模具的模温对比，可知传统模具的公模镶件温差为38℃，而3D打印随形水路模具相同的公模镶件温差仅为1℃，同比降低37℃。图6为产品温度对比，可知传统模具的公模镶件处的产品温差为47℃，而3D打印随形水路模具在相同位置公模镶件处的产品温差为13℃，同比降低34℃。模温和产品温度上的对比，表明3D打印随形水路的冷却均匀性极好。

图5 模温对比

图6 产品温度对比

均匀的冷却效果极大减少了剪切热效应，可以一模生产更多产品而不会变形。传统模具制造化妆品透明盖仅能保证一模四穴的产品质量，继续增加穴口将会因冷却不良等问题导致产品变形严重。利用3D打印随形水路技术后，可以在保证质量的同时，从一模四穴提升至一模十六穴，加上注塑周期48％左右的缩减，故综合产能可提高约五倍。图7（a）为一模十六穴模具，（b）为其产品。

图7 一模十六穴