關于3D打印模具冷卻水路設計幾點思路

模具制作企業(yè)在進行3D打印隨形冷卻水路設計時，應對注塑模具制造有系統(tǒng)的了解。傳統(tǒng)的模具冷卻水路設計原則中有很多值得借鑒的經(jīng)驗，這些經(jīng)驗是有效設計3D打印隨形冷卻水路的基礎。雖然不是成功3D打印隨形冷卻水路所需要關注的全部規(guī)則，但是非常實用。

1、水路的直徑

使用鉆孔方式制造的傳統(tǒng)冷卻水路，常用的直徑為7/16英寸(約11.11mm)。通過這種方式制造的冷卻水路，如果直徑過大，將可能導致水路難以接近模具表面，同時避開模具部件。如果直徑過小，在水路加工時可能會發(fā)生鉆頭漂移。雖然，增材制造技術規(guī)避了鉆孔方式的一些局限性，但是在設計水路時，仍需將直徑設定在經(jīng)過實踐驗證的常用尺寸范圍內(nèi)，從而降低這種技術的不確定性。

2、橫截面面積

在通過鉆孔方式加工冷卻水路時，水路的橫截面積始終是保持不變的。盡管通過3D打印技術可以制造出一條擁有多種不同形狀的水路，但是，在設計3D打印隨形冷卻水路時，應保持水路的橫截面積不變，從而保證恒定體積的冷卻液體通過水路。

3、與模具表面的距離

對于冷卻水路與模具表面的距離，并沒有一個固定的規(guī)定，例如，有的企業(yè)在設計時保留的距離恰好等于水路直徑的距離，而有的企業(yè)保留的距離為水路直徑的2倍。

對于大多數(shù)隨形冷卻水路來說，與模具表面的距離取決于零件的幾何形狀。在設計與模具表面的距離時，有一個需要遵守的原則是，使隨形水路與模具表面始終保持相同的距離，從而達到均勻的冷卻效果。

4、冷卻水路的長度

在使用鉆孔方式加工冷卻水路時，如果鉆孔時產(chǎn)生的碎屑未被排空，則可能發(fā)生鉆頭漂移或損壞。在這種情況下，人們會選擇將冷卻水路設計得盡量短一些。

盡管通過3D打印技術制造隨形冷卻水路，不存在刀具損壞等問題，但是，在設計時仍不建議將水路設計得過長。這是由于冷卻水在較短的冷卻水路中可以更為迅速地進出，使熱分布更為均勻。

5、截面積的另一個規(guī)則

由于多條短的冷卻水路能夠更加均勻地進行冷卻，所以，有的隨形冷卻水路是按照毛細管的思路來設計的，即：一條大的冷卻水路被分為多條小而短的水路，然后再匯入一條大的水路。在這種情況下，多條小水路的橫截面積總和應等于大水路入口和出口的橫截面積，從而確保水的均勻流動，進一步降低翹曲的風險。

6、旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)

模具冷卻水路中的水量是影響模具冷卻時間的因素，水量越大冷卻循環(huán)時間越短。另一個影響因素是水湍流。雖然3D打印隨形冷卻水路的內(nèi)表面由于沒有經(jīng)過拋光，所以會產(chǎn)生一些湍流，但是如果在設計時增加旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，則可以產(chǎn)生更多的湍流。