本文關(guān)鍵詞：基于3D打印的隨形冷卻水道注塑模設(shè)計(jì)與制造技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 3D打印 SLM 隨形冷卻水道 注塑模具 模具設(shè)計(jì) 模具制造

【摘要】：對(duì)于注塑成型來(lái)說(shuō),隨形冷卻技術(shù)無(wú)疑具有很誘人的前景。該技術(shù)可以顯著提高生產(chǎn)效率,改善制品質(zhì)量,帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在國(guó)內(nèi),該技術(shù)與國(guó)外的差距較大,不僅體現(xiàn)在研究層次上,而且在商業(yè)應(yīng)用中,采用隨形冷卻水道的注塑模具幾乎也是沒有的,這是由于3D打印技術(shù)不夠成熟等原因造成的。同時(shí),由于加工工藝上的改變,需要對(duì)隨形冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行創(chuàng)新,以便適應(yīng)隨形冷卻注塑模具的設(shè)計(jì)。本文以注塑模具傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)為基礎(chǔ),結(jié)合傳熱學(xué)的相關(guān)理論知識(shí),并基于選擇性激光熔化(Selective Laser Melting,簡(jiǎn)稱SLM)成型技術(shù),對(duì)隨形冷卻注塑模具的設(shè)計(jì)及制造關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究,提出隨形冷卻水道及注塑模具的設(shè)計(jì)方法,并完成塑料葉輪的隨形冷卻注塑模具的設(shè)計(jì)與制造。本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于隨形冷卻注塑模具的相關(guān)研究進(jìn)行了概述。然后從注塑模具的成型周期出發(fā),研究了注塑模具在成型周期中的熱量傳遞,在此基礎(chǔ)上,基于注塑成型傳統(tǒng)管道式冷卻系統(tǒng)及傳熱學(xué)的相關(guān)理論,建立簡(jiǎn)化模型,以冷卻均勻性為目標(biāo),結(jié)合CAE模擬軟件,研究了隨形冷卻注塑模具的傳熱影響因素,得出了最主要的影響因素是冷卻水道距模具壁面的距離。接著對(duì)基于3D打印技術(shù)(SLM)的注塑模具的成型特性進(jìn)行了探究,其中包括基于3D打印的模具的成型流程、模具特征的成型性能、尺寸精度、表面質(zhì)量、冷卻水道的成型性能和清粉性能等。隨后對(duì)隨形冷卻注塑模具的設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了研究,包括模具成型零件的設(shè)計(jì)、隨形冷卻水道回路的設(shè)計(jì)及隨形冷卻水道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。最后以塑料葉輪為例,設(shè)計(jì)并制造了成型該塑件的隨形冷卻注塑模具,并對(duì)隨形冷卻技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行了分析。本文得出的影響傳熱的主要因素對(duì)指導(dǎo)隨形冷卻水路的設(shè)計(jì)有著重要的工程實(shí)踐意義�；赟LM成型技術(shù)的成型特性研究為3D打印制造隨形冷卻注塑模具提供了借鑒,創(chuàng)新性地提出將強(qiáng)化傳熱的方法引入到隨形冷卻中,可提高模具的傳熱效率,豐富了隨形冷卻水道的設(shè)計(jì)。本文提出的基于特征的隨形冷卻水道設(shè)計(jì)方法,將冷卻水道設(shè)計(jì)與制品設(shè)計(jì)相結(jié)合,具有較高的設(shè)計(jì)效率。本文成功設(shè)計(jì)并制造了成型塑料葉輪的隨形冷卻注塑模具,為隨形冷卻注塑模具的實(shí)際應(yīng)用提供了參考與借鑒。
【關(guān)鍵詞】：3D打印 SLM 隨形冷卻水道 注塑模具 模具設(shè)計(jì) 模具制造
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ320.52
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-26
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究目的和意義12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析12-25
• 1.3.1 隨形冷卻注塑模的設(shè)計(jì)12-18
• 1.3.2 隨形冷卻注塑模的制造18-25
• 1.4 本課題的主要研究?jī)?nèi)容25-26
• 第二章 注塑模具生產(chǎn)周期內(nèi)的冷卻分析26-34
• 2.1 注塑模具冷卻系統(tǒng)26
• 2.2 冷卻系統(tǒng)對(duì)制品品質(zhì)的影響26-28
• 2.3 冷卻系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)效率的影響28-29
• 2.4 注塑模具的傳熱分析29-33
• 2.4.1 模具散發(fā)的總熱量30
• 2.4.2 冷卻劑帶走的熱量30-32
• 2.4.3 模具對(duì)流換熱散發(fā)的熱量32
• 2.4.4 模具輻射所散發(fā)的熱量32
• 2.4.5 模具向注塑機(jī)工作臺(tái)傳遞的熱量32
• 2.4.6 積累在模具上的熱量32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 隨形冷卻注塑模具傳熱影響因素分析34-43
• 3.1 熱量在塑料制品內(nèi)的傳導(dǎo)34-36
• 3.2 熱量在隨形冷卻模具上的傳導(dǎo)36-38
• 3.3 熱量在隨形冷卻水道內(nèi)的對(duì)流傳熱38
• 3.4 隨形冷卻模具型腔壁面溫度分布的均勻性38-39
• 3.5 隨形冷卻模具傳熱的影響因素確定39-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第四章 隨形冷卻注塑模具特征結(jié)構(gòu)制造工藝的研究43-70
• 4.1 選擇性激光熔化成型技術(shù)43-46
• 4.2.隨形冷卻注塑模具的成型流程46-49
• 4.2.1 成型前處理46-47
• 4.2.2 成型后處理47-49
• 4.3 隨形冷卻模具特征結(jié)構(gòu)SLM成型特性的研究49-68
• 4.3.1 工藝參數(shù)的確定49-51
• 4.3.2 最小成型尺寸51-54
• 4.3.3 X/Y方向的尺寸精度54-57
• 4.3.4 Z方向的尺寸精度57
• 4.3.5 X/Y/Z方向?qū)δ＞弑砻娲植诙鹊挠绊?/span>57-66
• 4.3.6 清粉性能66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 第五章 隨形冷卻注塑模具的設(shè)計(jì)70-81
• 5.1 隨形冷卻注塑模具的結(jié)構(gòu)組成70-71
• 5.2 成型零件的設(shè)計(jì)71-73
• 5.3 隨形冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)73-80
• 5.3.1 隨形冷卻水道軌跡的設(shè)計(jì)73-76
• 5.3.2 隨形冷卻水道截面形狀的設(shè)計(jì)76-77
• 5.3.3 隨形冷卻水道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)77-80
• 5.4 本章小結(jié)80-81
• 第六章 隨形冷卻注塑模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)例81-94
• 6.1 實(shí)例模型81
• 6.2 模型冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)及模擬分析81-85
• 6.2.1 模型結(jié)構(gòu)分析81-82
• 6.2.2 冷卻水道設(shè)計(jì)82-83
• 6.2.3 冷卻分析83-84
• 6.2.4 模擬結(jié)果及分析84-85
• 6.3 模具的設(shè)計(jì)85-87
• 6.4 模具的制造87-89
• 6.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論89-93
• 6.5.1 注塑工藝參數(shù)確定89-91
• 6.5.2 模具型腔表面溫度91-92
• 6.5.3 溫度均勻性92-93
• 6.6 本章小結(jié)93-94
• 結(jié)論與展望94-96
• 一.結(jié)論94
• 二.存在的不足及展望94-96
• 參考文獻(xiàn)96-101
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果101-103
• 致謝103-104
• 附件104

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 顧正亮,劉海明同濟(jì)大學(xué)高分子材料系;注射模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的計(jì)算程序[J];工程塑料應(yīng)用;2000年07期

2 秦一芬,吳崇峰,王軍;基于特征和面向?qū)ο蟮淖⑺苣＠鋮s系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究[J];工程塑料應(yīng)用;2004年12期

3 吳偉輝;楊永強(qiáng);來(lái)克嫻;;選區(qū)激光熔化快速成型過(guò)程分析[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年03期

4 史玉升;伍志剛;魏青松;黃樹槐;;隨形冷卻對(duì)注塑成型和生產(chǎn)效率的影響[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年03期

5 劉源,童水光,張人佶,顏永年;快速模具集成系統(tǒng)精度保證體系研究[J];機(jī)電工程;1999年03期

6 來(lái)克嫻;楊永強(qiáng);張林華;;光纖激光器及其在選區(qū)激光熔化快速原型制造中的應(yīng)用[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2006年03期

7 黃常帥,楊永強(qiáng),吳偉輝;金屬構(gòu)件選區(qū)激光熔化快速成型鋪粉控制系統(tǒng)研究[J];機(jī)電工程技術(shù);2005年06期

8 郭九生,李彥生,盧秉恒;基于激光快速成型技術(shù)的快速模具CAD[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);1999年01期

9 梁基照;注射模中冷卻時(shí)間計(jì)算的探討[J];模具工業(yè);1988年04期

10 申長(zhǎng)雨,陳靜波,劉春太,李倩;注射模冷卻過(guò)程CAE技術(shù)[J];模具工業(yè);2001年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 申長(zhǎng)雨;陳靜波;李倩;劉春太;;注塑模冷卻管道位置的優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];2002年中國(guó)工程塑料加工應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2002年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 王迪;選區(qū)激光熔化成型不銹鋼零件特性與工藝研究[D];華南理工大學(xué);2011年

2 鄒國(guó)林;熔融沉積制造精度及快速模具制造技術(shù)的研究[D];大連理工大學(xué);2002年

3 章文獻(xiàn);選擇性激光熔化快速成形關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2008年

4 曹馳;鋅基合金模具快速制造關(guān)鍵技術(shù)研究[D];蘭州理工大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 華濤;基于快速原型的快速模具制造技術(shù)的研究[D];大連理工大學(xué);2003年

2 耿靜;注塑模具CAD冷卻系統(tǒng)的研究[D];山東大學(xué);2008年

3 伍志剛;隨形冷卻注塑模的設(shè)計(jì)與制造關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2007年

4 劉鵬;面向埋鑄銅管隨形回路的注塑模調(diào)溫水道優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];蘭州理工大學(xué);2009年

5 何寅;隨形冷卻水道注塑硬�？焖僦圃旆椒ǖ难芯縖D];湖北工業(yè)大學(xué);2012年

6 王瑋;注塑模具冷卻系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)[D];上海交通大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：630999