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微注射成型机的发展现状与展望

微注射成型机的发展现状与展望

     随着科学技术的进步,产品不断向微型化方向发展,因而产生了新世纪产业需求的微机电系统技术。2002年全世界在这一领域创造出450亿美元的产值,其主要产品在光电通讯、影像传输、生化医疗、信息存储、精密机械等应用领域扮演着重要角色。为了能够生产具有实用价值的微细组件,许多新兴制造技术随之产生,包括光刻,电铸及脱模技术(LIGA)、紫外光蚀刻技术(UV)、放电加工(EDM)、微注射成型、精密磨削和精密切削等。其中,微注射成型技术以容易实现低成本大规模生产具有精密微细结构零件的优点成为世界制造技术的研究热点之一。

     成品质量以毫克为计算单位,成品几何尺寸以微米为度量单位的微注射成型技术,始于20世纪80年代末,是一门新兴先进制造技术,同传统的、常规的注射成型技术相比,其对成型材料、成型工艺及成型设备等方面都提出了不同要求。许多现有的、成熟的注射成型技术和理论并不适用于微注射成型技术,必须在理论和实践上对微注射成型工艺的技术特点进行系统和彻底的研究与探讨。

     微注射成型技术发展之初,并未有专用注射成型机用于微型零件制造。生产实际中,通常采用传统的中、大型注射成型机配合多模腔模具设计实现零件制备,这不仅对模具的流道平衡设计要求很高,而且零件的成型品质也难以控制。因此,需要专用的注射成型机适应零件微型化和高精度的要求,与传统注射成型技术相比,微注射成型技术对生产设备有许多特殊要求,主要表现为以下几个方面:

     (1)高注射速率:微注射成型零件质量、体积微小,注射过程要求在短时间内完成,以防止熔料凝固而导致零件欠注,因此成型时要求注射速度高。传统的液压驱动式注射成型机的注射速度为200mm/s,电气伺服马达驱动式注射成型机的注射速度为600mm/s,而微注射成型工艺通常要求聚合物熔体的注射速度达到800mm/s以上,利用聚合物熔体的剪切变稀原理,以高注射速度降低熔体的黏度,使其顺利充填微尺度型腔。

     (2)精密注射量计量:微注射成型零件的质量仅以毫克计量,因此微注射成型机需要具备精密计量注射过程中一次注射的控制单元,其质量控制精度要求达到毫克级,螺杆行程精度要达到微米级。而传统注射成型机通常采用直线往复螺杆式注射结构,注射控制量误差相对较大,无法满足微注射成型的微量控制要求,对零件成型品质的影响较大。

     微注射成型机的研制发展历史并不长,但它是一个极具发展潜力的技术领域,开展这一领域的研究不仅可以带动传统注射成型技术的发展,同时也可以促进精细微结构制品的制造和应用。随着各国致力于微机电系统(MEMS)及精细CAD/CAE/CAM制品开发的力度不断加强,精细微结构制品的市场将持续增长,对精密微注射成型机的需求也会相应逐年增加, 微注射成型机在先进制造领域必将发挥日益重要的作用。

日期:2014-07-27 关闭 返回