本文摘要：在整个塑料制品的成型过程中，加热具备十分关键的起到。

在整个塑料制品的成型过程中，加热具备十分关键的起到。传统冷却水道呈圆形直线型，制品表面距冷却水道的距离随着制品形状的转变却可以恒定。而随着3D技术的发展，制品表面距随形冷却水道的距离随着制品形状的转变却可以恒定，构建了制品的均匀分布加热。由于成本的制约，目前，生产多数使用传统CNC和金属3D打印机的填充技术，即仅在不存在热点的区域使用包括随状冷却水道的八边形，其余的区域仍使用传统的直线型冷却水道，两者拼接获得整个制品注塑模具的冷却水道。

这种使用传统CNC和金属3D打印机的填充技术，不仅成本可以获得掌控，加热效果也获得了提高。本文以某汽车后视镜壳为制品模型，材料自由选择PBT+50GF，注塑模不具使用一模两腔的结构。汽车后视镜壳的三维图，如图1右图。

模具随状冷却水道设计及仿真分析2.1产品模型厚度分析汽车后视镜壳的厚度分析如图2右图。汽车后视镜壳归属于薄板型塑件，厚度不均匀分布，最厚处只有0.0969mm;最厚处平均8.283mm，同时，材料还所含50%的玻璃纤维，不会导致填满流动艰难，加热不均匀分布现象。

加热时间因为厚壁处的热点而缩短，而且制品温度产于失衡，造成了相当严重的翘曲变形。图3为局部区域缩放图，箭头所指的区域，由于依赖着一个圆柱体，厚度为7.817mm，周围的厚度大约为2mm，厚度差距较小，最后的制品不会经常出现相当严重的缩痕。

2.2塑料工艺分析Moldflow分析的模具塑料工艺参数的原作如表格1右图。2.3传统冷却水道与随形冷却水道的设计对比传统直线型冷却水道过渡性处全部为直角，柱体的加热使用加热井构建;而3D打印机是“分层生产，层层变换”的过程，可以打印机出有给定形状的随形冷却水道，但是，金属3D打印机的随形冷却水道比传统冷却水道的成本高很多，所以，一般使用传统CNC和金属3D打印机的填充技术，即大部分的冷却水道利用传统CNC加工，局部传统冷却水道无法加热的区域使用金属3D打印机的随形冷却水道八边形避免热点。汽车后视镜壳产品注塑模具的冷却水道使用传统CNC和金属3D打印机的填充技术。

模型控制变量的所有参数大致相同，冷却液温度设置为80℃。传统冷却水道方案使用直线型冷却水道，浅腔骨架处自由选择少见的加热水井设计方法。传统冷却水道的设计如图5右图。

随状冷却水道方案的直径为3mm，更加切合制品表面，同时为了防止干预，在浅腔处使用上下环绕着的设计方法。八边形件中随状冷却水道的设计如图6右图。传统冷却水道的八边形件透视图和随状冷却水道的八边形件透视图如图7右图。2.4传统与随形冷却水道的结果对比2.4.1模具型腔表面温度分布图8为传统冷却水道方案与随形冷却水道方案的模具型腔表面温度产于。

从图中可以显现出，因为传统冷却水道是直线型，水道与模具型腔表面的距离是变化的，所以无法几乎均匀分布加热，基本上每个面都有热点经常出现，局部热点温度高达167.2℃，其余非热点区域温度基本保有在130℃。而对于随状冷却水道方案，圈住的骨架部分的热点问题获得了相当大的提高，原本使用传统冷却水道获得的制品温度为155℃的点，使用随状冷却水道加热后，温度基本降至了100℃以内，温度平均值减少了30℃。

在使用随状冷却水道方案时，在传统冷却水道方案热点处的加热水井转变为直径为3mm的随形冷却水道，加热效果获得提高，加热失衡的问题获得了解决问题。2.4.2超过顶出温度的时间不含传统冷却水道和随状冷却水道的塑料制品超过顶出温度的时间分别如图9a和图9b右图。不含传统冷却水道的塑料制品超过顶出温度的时间为36.05s，而含随形冷却水道的塑料制品超过顶出温度的时间为13.29s。

两者较为可以找到，随状冷却水道可使制品超过顶出温度的时间增加了近2/3，加热时间显著延长，相当大程度上延长了成型周期。2.4.3翘曲变形图10a和10b分别为不含传统冷却水道和随状冷却水道的制品翘曲变形仿真分析图。

不含传统冷却水道的后视镜外壳翘曲变形量仅次于可超过0.9667mm，大部分区域的变形量大约为0.4869mm；而含随形冷却水道的后视镜外壳翘曲变形量仅次于可超过0.9950mm，大部分区域的变形量大约为0.2566mm。分析仅次于翘曲变形量，两者差距较小，但是，融合整体区域的翘曲变形量，两者差距了0.24mm，将近一倍，因此，含随形冷却水道的注塑模不具需要较好地提高制品翘曲变形的程度。随状冷却水道的生产3.13D设备的工作原理图11为SLM(SelectiveLaserMelting，全称SLM)金属3D设备的工作原理图。

SLM设备一般由光路单元、机械单元、掌控单元、工艺软件和维护气密封单元等几个部分构成。送来粉系统将金属粉末送往铺粉系统内，铺粉系统利用滚筒使金属粉末平铺到工作台上，每层厚度可调节，一般为0.02～0.08mm。铺粉厚度适合，若铺粉过薄，激光无法几乎熔融金属粉末;若铺粉过厚，则打印机时间较长。

再行用于激光太阳光预先铺好的金属粉末，目前常用的激光功率为200～400W，光斑直径范围为50～500μm。金属零件成型完后，可被粉末几乎覆盖面积。使用细致探讨光斑较慢熔融预置金属粉末材料，可以必要取得给定形状以及具备几乎冶金融合的功能零件。

使密度可超过大约100%，尺寸精度20～50μm，表面粗糙度20～30μm。3.2参数的原作汽车后视镜外壳的随形冷却水道八边形件使用德国ConceptLaser公司的M2型号SLM金属3D打印机打印机。其每层铺粉厚度原作为0.05mm，指定的激光功率为200W，扫瞄速度原作为5m/s，光斑直径为50μm，打印机的粉末为类似供应的CL50钢。

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