带有晶格结构的模具冷却水道优化设计

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.11.019

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (11): 114-117.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.11.019

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带有晶格结构的模具冷却水道优化设计

褚忠(), 赵操玺(), 康辉, 倪子涵, 黎治通, 张吉琮

上海应用技术大学机械工程学院，上海 201418

收稿日期:2024-02-07 出版日期:2024-11-26 发布日期:2024-11-21
通讯作者: 赵操玺（1999—），男，硕士研究生，从事随形水道工业研究，18839883135@163.com
E-mail:Chuzhong@163.com;18839883135@163.com
作者简介:褚忠(1967—),男,副教授,从事模具CAD/CAM研究，Chuzhong@163.com

Optimization design of mold cooling channel with lattice structure

CHU Zhong(), ZHAO Caoxi(), KANG Hui, NI Zihan, LI Zhitong, ZHANG Jicong

School of Mechanical Engineering，Shanghai Institute of Technology，Shanghai 208418，China

Received:2024-02-07 Online:2024-11-26 Published:2024-11-21
Contact: ZHAO Caoxi E-mail:Chuzhong@163.com;18839883135@163.com

摘要/Abstract

摘要：

以某喷雾式化妆品盖为对象，在设计模具型芯的随形水路的基础上，在其顶部设计晶格结构，借助Moldex和Ansys进行仿真，分析模具型芯表面的温度分布情况以及受力情况，并用选择性激光熔化（SLM）制造的型芯零件进行实验验证。结果表明，晶格结构的传热性能良好，可以显著改善温度分布不均匀的现象，型芯表面温度分布良好，型芯表面温差改善了78 %，添加了晶格结构的模具型芯强度满足使用要求。

关键词: 模具, 随形水路, 晶格结构

Abstract:

Taking a certain spray cosmetic cap as an object， a lattice structure was designed on the top of the mold core based on the design of the conformal cooling channel of mold core. A simulation was carried out with the help of the Moldex and Ansys software to analyze the temperature distribution on the surface of the mold core as well as the stress situation. Futhermore， the experimental validation was also performed on the mold core parts manufactured by selective laser melting. The results indicated that the resultant lattice structure exhibited good heat transfer performance and improved the problem in the uneven temperature distribution significantly. The surface of the core presented a homogenous temperature distribution， and its surface temperature difference was improved by 78 %. The strength of the core of the mold with the added lattice structure could meet a requirement of practical use.

Key words: mold, conformal cooling channel, lattice structure

中图分类号:

TQ320.66

褚忠, 赵操玺, 康辉, 倪子涵, 黎治通, 张吉琮. 带有晶格结构的模具冷却水道优化设计[J]. 中国塑料, 2024, 38(11): 114-117.

CHU Zhong, ZHAO Caoxi, KANG Hui, NI Zihan, LI Zhitong, ZHANG Jicong. Optimization design of mold cooling channel with lattice structure[J]. China Plastics, 2024, 38(11): 114-117.

图/表 13

图1 塑件形状以及设计参数

Fig.1 Shape of the plastic part and its design parameter

图2 Tridiametral晶胞

Fig.2 Tridiametral cell

图3 清粉结构

Fig.3 Structure of the clear powder

图4 晶格结构

Fig.4 Structure of the lattice

图5 最终型芯结构

Fig.5 Structure of the final core

图6 模具型芯温度

Fig.6 Temperature of the mold core

图7 温度点的选取

Fig.7 Selection of the temperature points

点位	1	2	3	4	5
添加晶格结构前	28.05	27.42	30.90	26.08	26.07
添加晶格结构后	27.33	26.57	27.05	26.04	26.02

表1 添加晶格结构前后水路各点温度分布

Tab.1 Temperature distribution at each point of the water circuit before and after adding lattice structure

图8 分析面的选取

Fig.8 Selection of the analysed surfaces

图9 应力分析结果

Fig.9 Analysis results of stress

图10 3D打印模具型芯

Fig.10 Cores of the 3D printed mould

图11 试验装置

Fig.11 Test setup

图12 监测点温度变化

Fig.12 Temperature changes of the monitoring sites

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带有晶格结构的模具冷却水道优化设计

Optimization design of mold cooling channel with lattice structure

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