金属3D打印模具随形水路镶件的3D水路设计要领

传统模具水路以2D的形式分布,主要通过钻孔方式进行加工。所以在水路设计时,需要考虑是否满足钻孔条件,比如水路的截面直径,水路长度、水路距产品面的最短距离、以及是否会与模具其它镶件产生干涉等。

金属3D打印的随形水路,几乎不受任何限制,由于是3D打印成型,水路分布更贴近产品表面,达到更好的热传导作用,起到均衡模具温度和提高产品品质的功效。3D打印的模具随形水路优点很多,但水路设计是关键,掌握3D随形水路的设计要点,才能制造出品质更高的模具。

1、设计外壁与水路的距离

为保证模具的强度及使用寿命,水孔设计与壁厚不少于2mm。理想尺寸:水孔距胶位面3mm以上;距内部顶针孔2mm以上。
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2、水路截面的设计种类

液体流动时,截面为圆形的管道的压力损失最小,截面原则尽量设计成圆形。除圆形外,还可以设计成椭圆、长圆、U字形等...原则上使用圆形,但在空间不够时也根据具体情况(空间)使用方法会有差别。
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3、水路截面的强度差异

水路设计需要注意模具壁厚强度,如下图所示,截面越接近圆形的水道,侧壁强度越大,圆弧侧边的强度大于平面侧边的强度。
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4、避免死水区域

在水路设计时,应壁免水路过急拐弯产生的死水区域,如下所示,左图的水设计容易形成死水区域,右图为改进的水设计方案。
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5、3D打印成本控制

模具3D打印分整体打印和嫁接打印。整体打印即整个模仁或整个镶件全部由3D打印工艺成型。嫁接打印是以机加工的水路底座为基础进行3D打印,底座通常采用传统的机加工方式完成,3D打印只做做随型水路这一部分,这样可以降低3D打印的成本。嫁接打印在设计水路时需考虑成本和强度等问题。嫁接打印如下图所示:
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3D打印模具随形水路(3D水路)的设计案例:

奔驰车钥匙外壳模具,避开顶针的随形水路,截面相当于Φ3mm

丰田汽车多功能开关模具随形水路设计

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