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特殊注塑方法
時間：2019-11-25 03:40
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來源：互聯網
一、 微注塑件成型 微注塑件成型（也叫微成型）用于生產總體尺寸、功能特征或公差要求以毫米甚至微米計的制品。由于成型制品的微型特征，需要特殊的成型機械和輔助設備來完成各種生產操作。如 ：注射量控制、注塑件模具排空(真空)、注射、制品的頂出、檢驗、分離、操作、存放、定位和包裝。注塑件模具嵌件和模腔的制造也需要特殊的技術。 在各種微成型工藝中，微注塑件成型工藝具有以下優勢：傳統塑料技術積累的豐富經驗、標準化的工藝程序、高自動化程度以及短周期時間。 微注塑件成型制成的操縱桿微注塑件成型分類 ◆ 重幾微克到幾分之一克，尺寸可能在微米(mm)級的微注塑件成型制品(微模塑成型)，例如微齒輪、微操 縱桿。 ◆ 傳統尺寸的注塑件成型制品，但具有微結構區域或功能特征（例如，帶有數據點隙的光盤、具有微表面特征的透鏡、使用塑料薄片技術制造微齒輪的薄片）。 ◆ 可具有任意尺度，但尺寸公差在微米級的高精度制品（例如光纖技術用接插件）。 設備需求 ◆ 小型塑化裝置，螺桿直徑在12-18mm范圍內，螺桿長度較短，L/D比值大約為15，以避免長停留時間引起材料降解； ◆ 精確的注射量控制和理想的注射速度； ◆ 可重復的控制，比如根據螺桿位置和模腔壓力進行從充模到保壓的轉換（推薦）； ◆ 注塑件模具壁溫度能升高到一定水平（有時略高于聚合物的熔融溫度），以避免超薄部分的早期凝固； ◆ 如果微注塑件成型制品的壁厚小于5mm，須具備注塑件模具抽空能力，因為這種情況下壁厚與空氣逃逸的氣孔尺寸處于同一數量級； ◆ 開關型噴嘴，避免由于加工溫度高造成熔體流延； ◆ 精確定位和輕柔的注塑件模具開關速度，以避免精巧的微注塑件成型件發生變形； ◆ 特殊操作技術將成型件取出，進行檢驗和包裝； ◆ 能就地準備干凈封閉場所或層狀周轉箱，以避免污染微注塑件成型件。 成型工藝 為保證能夠正確充模，需要高注射速度和高注射壓力、熔體溫度應為允許范圍內的較高溫度、注塑件模具壁溫需精確的控制。 需要使用大流道和澆道來獲得足夠大的注射量，以便在熔體流動過程中可靠地控制和切換，避免材料降解。 此外，采用改進的注塑件模具傳感器，高精度注塑件模具導向裝置，注塑件模具抽空系統，集成流道采集器和用于制品取出的機械手，自動的澆口切除系統，和在每個周期都激活的注塑件模具清洗系統，對于控制生產工藝以及有效處理和包裝微注塑件成型制品都是至關重要的。 工藝優、缺點 微注塑件成型的目的是生產微型制品，因此與其它宏觀注塑件成型工藝不存在競爭關系，這是它突出的優點。 制品小而流道大，流道可能占到總注射重量的90%。對于微型注射應用，流道內的材料大多數情況下不能回收再用，因而材料浪費嚴重。 生產周期長。由于制品通常的表面/體積比很高，注塑件模具在注射過程中必須加熱到熔融溫度以上以防止早期凝固，因此使得周期時間延長。 適用材料 幾乎所有適用于宏觀成型的材料都可以用于微成型。主要有：POM、聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、PA、液晶聚合物（LCP）、聚醚酰亞胺、和硅橡膠。 典型應用 在光通信、計算機數據存儲、醫療技術、生物技術、傳感器和傳動裝置、微光學器件、電子和消費類產品，以及設備制造和機械工程等領域中，微注塑件成型制品呈現快速增長的需求。 典型例子包括：手表和照相機部件、汽車撞擊件、加速和距離傳感器、硬盤和光盤驅動器讀寫頭、醫療傳感器、微型泵、小線軸、高精度齒輪、滑輪、螺旋管、光纖開關和接插件、微電機、外科儀器和通訊制品。 二、 粉末注塑件成型 粉末注塑件成型（PIM）結合了注塑件成型的工藝優勢和金屬、陶瓷的出眾物理性能，正在迅速成為一種陶瓷和粉末金屬的新型生產技術，用于需要高產量、高性能、低成本和復雜形狀的場合。 粉末注射工藝中，按配方確定的金屬或陶瓷粉末與聚合物粘結劑混合，注射到注塑件模具里，形成所需形狀（生坯）。與傳統注塑件成型和高壓模鑄相似。成型后，粘結劑被脫除，得到的成坯經過燒結，使粉末顆粒之間產生冶金結合，賦予最終制品所需的機械和物理性能。 各種粉末注塑件成型工藝得到的零件混料 常用粉末有不銹鋼、氧化鋁、鐵、硅酸鹽、氧化鋯和氮化硅。粘結劑通常以熱塑性樹脂為基礎，如蠟或聚乙烯，但纖維素、凍膠、硅烷、水和各種無機基質也經常使用。粘結劑通常包括兩、三種組分：熱塑性樹脂，用于潤滑、粘度控制、增加浸潤和脫出的添加劑。 成型 與傳統聚合物注塑件成型基本相似，但成型尺寸要超過設計尺寸，以補償燒結收縮。成型時，粒料加熱到150到200℃，注入注塑件模具中，根據制品尺寸和實際配方不同，注射壓力在35到140MPa之間，注射周期為30到60秒。注塑件模具既可以加熱以控制混合物粘度，也可以保持為室溫以利于冷卻。成型結束階段，成型的生坯有石墨狀較高的堅實度，適于通過頂出桿或脫模環從注塑件模具中自動頂出。 除粘結劑 要求在最短的時間內將粘結劑脫除，且對壓塊的影響最小。該步工藝是粉末注射工藝中最關鍵的一步。脫除方法有三種：熱脫除、催化型粘結劑脫除劑、或溶劑抽提。脫除工藝中，有大約30到98%的粘結劑被除去，這一過程需時較長。脫除后，所得壓塊稱為“成坯”。 燒結 工藝的最后一個步驟是燒結，經過該熱處理過程使顆粒結合成為實體。燒結過程中，成型制品內的顆粒間隙消除，導致顯著收縮（通常在10到20%數量級）。同時，成品密度可達到大約97%，這時其機械性能與用其他方法生產的制品相比，即使有差別，也非常小。 工藝優點 ◆ 和傳統金屬和陶瓷加工方法相比，降低生產成本20到40% ◆ 是一種尺寸公差控制良好，基本不需要二次加工的干凈成型工藝 ◆ 能生產復雜形狀和幾何特征的制品 ◆ 通過使用注塑件成型和自動化生產技術獲得高生產效率 ◆ 制品機械性能與鍛造材料幾乎相當 工藝缺點 ◆ 制品尺寸和厚度受到限制 制品越大，昂貴的原材料在總成本中所占比例越大。截面越厚，粘結劑脫除所需時間越長，使工藝成本變高。目前壁厚的限制大約是30mm。 ◆ 體積收縮和厚度均勻性難于控制 “生坯”中含有大量體積分數的粘結劑（多達50%），導致燒結過程中收縮顯著。控制收縮過程是對燒結工藝的主要要求。壁厚的變化會造成燒結中收縮不均勻，增加了尺寸控制的難度。均勻的壁厚對于避免變形、內應力、空洞、裂紋和凹痕是至關重要的。
