模具3D打印-隨形水路
隨形水路又名隨型水路，是一種基于3D打印技術(shù)的新型模具冷卻水路。
因其加工特性，隨形水路可以很好的貼合產(chǎn)品形狀，且水路截面可以做圓形以外的其他任意截面。
基本簡(jiǎn)介
3D打印制造的隨形水路模具工件，其水路可隨著產(chǎn)品形狀均勻分布，從而進(jìn)一步降低成型周期，提高產(chǎn)品的附加值。隨著打印工藝的持續(xù)完善，打印精度的不斷提高且打印價(jià)格已降到可接受范圍，3D打印隨形水路工件已經(jīng)受到越來(lái)越多的用戶認(rèn)可。
隨形冷卻原理
注塑時(shí)塑膠產(chǎn)品的冷卻主要靠模具冷卻水路來(lái)完成，但傳統(tǒng)冷卻水路是通過(guò)銑床等機(jī)加工工藝制造，水路只能為圓柱形直孔，無(wú)法完全貼近注塑件表面，冷卻效率低且冷卻不均勻，導(dǎo)致注塑周期長(zhǎng)、產(chǎn)品變形量大。
3d打印快速模具的生產(chǎn)方式

選擇性激光燒結(jié)
利用SLS設(shè)備，可直接制造金屬模具和注射模異型熱流道系統(tǒng)，硬度可達(dá)到較高的洛氏硬度，性能可達(dá)到鍛件水平，也可直接制造特殊而復(fù)雜的功能零件。正是由于sls技術(shù)在小批量、特殊、復(fù)雜功能零件上的快速制造能力，以及同時(shí)形成多個(gè)零件，實(shí)現(xiàn)多品種、個(gè)性化的小批量快速制造的能力，sls技術(shù)得到了廣泛的認(rèn)可。并在航天、軍工、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試與開(kāi)發(fā)、醫(yī)療等領(lǐng)域做出了回應(yīng)。使用。
真空灌注成型快速模具(VCM-SE1U激光燒結(jié))
也稱為“真空澆注復(fù)合模具”，即利用原模板在真空中制作硅膠模具，并利用PU材料進(jìn)行真空澆注，從而將相同的復(fù)制品復(fù)制為原始模板，是*常用的快速模具技術(shù)，通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)各種功能。生產(chǎn)。與工程塑料類似，也可以小批量生產(chǎn)。
一般一套硅膠模具可復(fù)制20套產(chǎn)品，特別適用于中小型、精密零件的復(fù)制，如儀器、汽車零部件制造業(yè)等。該工藝可滿足短時(shí)間、低成本、高速度產(chǎn)品試制過(guò)程的要求。
常用工藝為：3DP/SLA快速成型（手板，原型制作）-VCM真空注射機(jī)（快速制模）-小批量復(fù)制生產(chǎn)

3d打印模具的條件
１ 設(shè)備
（１） ＳＬＳ設(shè)備包括主機(jī)和控制系統(tǒng)。
SLS系統(tǒng)主機(jī)由自動(dòng)送粉裝置、升降臺(tái)、預(yù)熱裝置、激光掃描裝置、檢測(cè)裝置等組成。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外直接用SLS系統(tǒng)制造大尺寸零件的困難，華中科技大學(xué)從預(yù)熱裝置、預(yù)熱溫度控制、激光掃描等方面解決了大尺寸SLS零件易變形的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了目前世界上最大工作臺(tái)(500 mm×500 mm)的SLS系統(tǒng)。系統(tǒng)主要性能參數(shù)為：激光器，CO 250W；激光定位精度0.02mm；激光最大掃描速度5m/s。SLS控制系統(tǒng)的硬件由控制系統(tǒng)、傳感器檢測(cè)裝置和驅(qū)動(dòng)單元組成。為了實(shí)現(xiàn)高性能、高可靠性和低成本，提出了一種基于軟件芯片的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。控制系統(tǒng)由接口模板、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)裝置等組成。該軟件用于實(shí)現(xiàn)硬件完成的多個(gè)功能。在保證系統(tǒng)可靠性和技術(shù)指標(biāo)要求的前提下，大大降低了控制系統(tǒng)的硬件成本。
（２） 真空注型設(shè)備。
利用SLS原型（或其他原型零件）快速制作硅橡膠模具，利用該模具，可以在真空鑄造設(shè)備中快速小批量地將塑料制品澆注出來(lái)。真空注射設(shè)備是華中科技大學(xué)研制開(kāi)發(fā)的。最大澆注尺寸為680 mm×480 mm×540 mm。
２ 材料
（１） 低成本ＳＬＳ粉末材料。
國(guó)外SLS粉體材料的價(jià)格非常昂貴，只賣給購(gòu)買SLS系統(tǒng)的用戶。材料的配方和制備方法是嚴(yán)格保密的。因此，在分析和比較國(guó)外同類材料的基礎(chǔ)上，以國(guó)內(nèi)原料為研究對(duì)象，在對(duì)粉末燒結(jié)材料的吸熱、導(dǎo)熱、收縮、熔點(diǎn)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熔體粘度和流動(dòng)性等物理性能進(jìn)行了大量研究和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研制了適合不同用途的八種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的SLS粉末材料。即聚苯乙烯(PS)基體、高沖擊聚苯乙烯(HIPS)基體、PS/碳納米管復(fù)合材料、聚酰胺(PA)/玻璃微珠復(fù)合材料四種高分子粉末材料、鐵基、不銹鋼基體、自熱三種金屬粉末材料、1種涂層砂SLS粉末材料，其綜合指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)內(nèi)外同類材料的水平。
（２） 真空澆注材料。
聚氨酯彈性體以其高強(qiáng)度、高硬度、高模量等優(yōu)良的綜合性能廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、輕工、航天等領(lǐng)域。但是，由于普通聚氨酯樹(shù)脂的透光性和耐熱性較差，其應(yīng)用范圍受到限制。因此，提高聚氨酯樹(shù)脂的耐熱性，生產(chǎn)高透明、高強(qiáng)度、高硬度、高模量的樹(shù)脂，已成為聚氨酯材料研究的熱點(diǎn)。華中科技大學(xué)快速制造中心成功開(kāi)發(fā)了一系列真空澆注用透明聚氨酯樹(shù)脂材料。
３ 軟件
軟件包括在線實(shí)時(shí)區(qū)域自適應(yīng)切片軟件、直接切片軟件系統(tǒng)、工藝規(guī)劃智能系統(tǒng)、二維中空軟件等。
４ 工藝
（１） 塑料功能零件的制造。
對(duì)于強(qiáng)度要求較低(小于15 MPa)的塑料功能件，為了克服國(guó)外尼龍基結(jié)晶聚合物粉末材料塑料功能件的缺陷，建議先用非晶態(tài)聚合物粉末材料制造塑料零件，再滲透樹(shù)脂增強(qiáng)。針對(duì)高強(qiáng)度(大于15 MPa)的塑料功能件，采用SLS法直接制備了華中科技大學(xué)快速制造中心研制的尼龍基粉末材料。
（2）結(jié)合傳統(tǒng)鑄造工藝。
利用SLS技術(shù)提高傳統(tǒng)鑄造工藝的水平，主要方法是利用SLS技術(shù)制造模具和砂模(芯)。目前國(guó)外熔模鑄造用SLS材料價(jià)格昂貴，汽化溫度高（1000℃以上），不適合我國(guó)現(xiàn)有的傳統(tǒng)鑄造工藝。為此，我們提出了開(kāi)發(fā)低成本SLS材料的技術(shù)方案，并與我國(guó)傳統(tǒng)的精密鑄造技術(shù)相結(jié)合。
（3）金屬零件/模具的快速制造工藝。
在自行研制的低成本SLS金屬粉末材料的基礎(chǔ)上，探索了一套具有后續(xù)冷卻通道的復(fù)雜金屬零件和模具快速制造的工藝路線。