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3D打印模具设计冷却水路，这些细节一定要把握
设计3D打印模具随形冷却水路的时候是否有一些技巧或注意事项呢? 美国注塑模具制造企业Diamond Tool and Engineering 与其3D打印模具的合作伙伴针对这个问题分析总结：
1.水路的直径
使用钻孔方式制造的传统冷却水路，常用的直径为7/16英寸(约11.11mm)。通过这种方式制造的冷却水路，如果直径过大，将可能导致水路难以接近模具表面，同时避开模具部件。如果直径过小，在水路加工时可能会发生钻头漂移。虽然，增材制造技术规避了钻孔方式的一些局限性，但是在设计水路时，仍需将直径设定在经过实践验证的常用尺寸范围内，从而降低这种技术的不确定性。
2.横截面面积
在通过钻孔方式加工冷却水路时，水路的横截面积始终是保持不变的。尽管通过3D打印技术可以制造出一条拥有多种不同形状的水路，但是，在设计3D打印随形冷却水路时，应保持水路的横截面积不变，从而保证恒定体积的冷却液体通过水路。
3.与模具表面的距离
对于冷却水路与模具表面的距离，并没有一个固定的规定，例如，有的企业在设计时保留的距离恰好等于水路直径的距离，而有的企业保留的距离为水路直径的2倍。
对于大多数随形冷却水路来说，与模具表面的距离取决于零件的几何形状。在设计与模具表面的距离时，有一个需要遵守的原则是，使随形水路与模具表面始终保持相同的距离，从而达到均匀的冷却效果。
4.冷却水路的长度
在使用钻孔方式加工冷却水路时，如果钻孔时产生的碎屑未被排空，则可能发生钻头漂移或损坏。在这种情况下，人们会选择将冷却水路设计得尽量短一些。
尽管通过3D打印技术制造随形冷却水路，不存在刀具损坏等问题，但是，在设计时仍不建议将水路设计得过长。这是由于冷却水在较短的冷却水路中可以更为迅速地进出，使热分布更为均匀。
5.截面积的另一个规则
由于多条短的冷却水路能够更加均匀地进行冷却，所以，有的随形冷却水路是按照毛细管的思路来设计的，即：一条大的冷却水路被分为多条小而短的水路，然后再汇入一条大的水路。在这种情况下，多条小水路的横截面积总和应等于大水路入口和出口的横截面积，从而确保水的均匀流动，进一步降低翘曲的风险。
6.旋转结构
模具冷却水路中的水量是影响模具冷却时间的因素，水量越大冷却循环时间越短。另一个影响因素是水湍流。虽然3D打印随形冷却水路的内表面由于没有经过抛光，所以会产生一些湍流，但是如果在设计时增加旋转结构，则可以产生更多的湍流。
以上这些设计规则，并不是成功3D打印随形冷却水路所需要关注的全部规则。模具制造用户在进行3D打印随形冷却水路设计时，应对注塑模具制造有系统的了解。传统的模具冷却水路设计原则中有很多值得借鉴的经验，这些经验是有效设计3D打印随形冷却水路的基础。
1.水路的直径
使用钻孔方式制造的传统冷却水路，常用的直径为7/16英寸(约11.11mm)。通过这种方式制造的冷却水路，如果直径过大，将可能导致水路难以接近模具表面，同时避开模具部件。如果直径过小，在水路加工时可能会发生钻头漂移。虽然，增材制造技术规避了钻孔方式的一些局限性，但是在设计水路时，仍需将直径设定在经过实践验证的常用尺寸范围内，从而降低这种技术的不确定性。
2.横截面面积
在通过钻孔方式加工冷却水路时，水路的横截面积始终是保持不变的。尽管通过3D打印技术可以制造出一条拥有多种不同形状的水路，但是，在设计3D打印随形冷却水路时，应保持水路的横截面积不变，从而保证恒定体积的冷却液体通过水路。
3.与模具表面的距离
对于冷却水路与模具表面的距离，并没有一个固定的规定，例如，有的企业在设计时保留的距离恰好等于水路直径的距离，而有的企业保留的距离为水路直径的2倍。
对于大多数随形冷却水路来说，与模具表面的距离取决于零件的几何形状。在设计与模具表面的距离时，有一个需要遵守的原则是，使随形水路与模具表面始终保持相同的距离，从而达到均匀的冷却效果。
4.冷却水路的长度
在使用钻孔方式加工冷却水路时，如果钻孔时产生的碎屑未被排空，则可能发生钻头漂移或损坏。在这种情况下，人们会选择将冷却水路设计得尽量短一些。
尽管通过3D打印技术制造随形冷却水路，不存在刀具损坏等问题，但是，在设计时仍不建议将水路设计得过长。这是由于冷却水在较短的冷却水路中可以更为迅速地进出，使热分布更为均匀。
5.截面积的另一个规则
由于多条短的冷却水路能够更加均匀地进行冷却，所以，有的随形冷却水路是按照毛细管的思路来设计的，即：一条大的冷却水路被分为多条小而短的水路，然后再汇入一条大的水路。在这种情况下，多条小水路的横截面积总和应等于大水路入口和出口的横截面积，从而确保水的均匀流动，进一步降低翘曲的风险。
6.旋转结构
模具冷却水路中的水量是影响模具冷却时间的因素，水量越大冷却循环时间越短。另一个影响因素是水湍流。虽然3D打印随形冷却水路的内表面由于没有经过抛光，所以会产生一些湍流，但是如果在设计时增加旋转结构，则可以产生更多的湍流。
以上这些设计规则，并不是成功3D打印随形冷却水路所需要关注的全部规则。模具制造用户在进行3D打印随形冷却水路设计时，应对注塑模具制造有系统的了解。传统的模具冷却水路设计原则中有很多值得借鉴的经验，这些经验是有效设计3D打印随形冷却水路的基础。
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