A mikrofröccsöntés technológia kulcspontjainak értelmezése

Az egyre diverzifikáltabb piac előfeltételezése mellett a fröccsöntő ipar is folyamatosan fejlődik és bővül, új eljárások megjelenésével, mint például a többszínű fröccsöntés, a gázzal segített fröccsöntés, a fóliafelhordás és a közös fröccsöntés. A fröccsöntő gépek specifikációit tekintve is két irányba fejlődnek - a nagy űrtartalmú fröccsöntő gépek és a mikro fröccsöntő gépek folyamatosan frissülnek. Ez a cikk a szerző mikrofröccsöntési folyamatokkal kapcsolatos nézeteinek bemutatására összpontosít.
Az elmúlt években megnőtt a kereslet a mikrotermékek iránt. Legyen szó az elektronikai iparról, az óraiparról vagy a hadiiparról, nagy a kereslet a mikro-fröccsöntött alkatrészek iránt, amelyek nagy követelményeket támasztanak a mérettel és a pontossággal szemben.
Ilyen feltételek mellett a mikrofröccsöntési folyamat is óriási kihívásokkal néz szembe. Hogyan tudjuk a fröccsöntött alkatrészeket megfelelni a mikrométeres szint méretkövetelményeinek, miközben jó megjelenésűek és teljesítményűek is legyenek? Az alábbiakban röviden bemutatjuk a mikro-fröccsöntés és a hagyományos fröccsöntés közötti különbségeket a formák, berendezések, anyagok, eljárások és egyéb szempontok tekintetében.
A mikrotermékek iránti kereslet növekszik, a képen a Weimeng Bartenfield által kiállított mikroorvosi sebészeti klip termékek láthatók.
A penészfeldolgozás és a legfontosabb pontok
A formák tekintetében a mikrofröccsöntés sokkal magasabb feldolgozó berendezéseket igényel, mint a hagyományos fröccsöntés.
A mikro-fröccsöntésben a formafeldolgozásban általában két irányzat létezik: az első a tükörfelület szikraforgácsolása. A nagy pontosság érdekében a legjobb grafitelektródákat használni az elektromos szikraforgácsoláshoz, mivel a grafitelektródák vesztesége sokkal kisebb, mint a hagyományos rézelektródáké.
A második leggyakrabban használt feldolgozási módszer az elektroformázó szerszámok használata, amelyek nagyon nagy pontosságot biztosítanak. Hátránya azonban, hogy a feldolgozási ciklus hosszú, és minden lyukat külön kell feldolgozni. Ezen túlmenően, ha olyan enyhe sérülések vannak, amelyek a gyártás során nem javíthatók, akkor a sérült lyukat csak pótolni lehet.
A formák tekintetében a formák hőmérséklete is nagyon fontos paraméter a mikrofröccsöntésnél. A csúcskategóriás ügyfelek körében általánosan használt megközelítés a magasfényű fröccsöntés koncepciójának kölcsönzése és a gyors fűtési és hűtési rendszerek bevezetése.
Elméletileg a magas szerszámhőmérséklet nagyon hasznos a mikrofröccsöntéshez, például megakadályozza a vékonyfalú töltés nehézségeit és az anyaghiányt. A túl magas hőmérséklet azonban új problémákat okozhat, mint például a meghosszabbodott ciklusidő és a zsugorodási deformáció a forma kinyitása után. Ezért nagyon fontos egy új formahőmérséklet-szabályozó rendszer bevezetése. A fröccsöntési folyamat során a forma hőmérséklete növelhető (amely meghaladhatja a felhasznált műanyag olvadáspontját), lehetővé téve, hogy az olvadék gyorsan kitöltse a formaüreget, és megakadályozza, hogy az olvadék túl gyorsan csökkenjen a töltési folyamat során, ami nem teljes töltő; A formázás során a forma hőmérséklete gyorsan csökkenhet, és valamivel alacsonyabb hőmérsékleten tartható, mint a plasztikus termikus deformáció hőmérséklete, majd a forma kinyitható és kidobható.
Ezen túlmenően, mivel a mikro-fröccsöntés milligramm tömegű termékeket foglal magában, hagyományos kapurendszer használata esetén a fröccsöntéshez, még az optimalizációs fejlesztések után is, a termék és a kapurendszer közötti anyagtömeg arány továbbra is 1: 10. Az anyagok kevesebb mint 10 százalékát injektálják mikrotermékekbe, ami nagymértékű megszilárdulást eredményez a kiöntőrendszerben. Ezért a mikrofröccsöntéshez melegcsatornás öntőrendszert kell használni.
Az anyagválasztás legfontosabb szempontjai
Az anyagválasztás szempontjából ajánlatos néhány általános műszaki műanyagot választani, amelyek alacsony viszkozitású és jó hőstabilitásúak a fejlesztés korai szakaszában.
Az alacsony viszkozitású anyagokat azért kell választani, mert a töltési folyamat során az olvadék viszkozitása alacsony, ami viszonylag kis ellenállást eredményez a teljes öntőrendszerben. A töltési sebesség gyors, így az olvadék egyenletesen kitölti a formaüreget, és nem csökken az olvadék hőmérséklete jelentős mértékben. Ellenkező esetben a terméken könnyen képződnek hideg hézagok, és a töltési folyamat során kisebb a molekuláris orientáció, ami a termék viszonylag egyenletes teljesítményét eredményezi.
Ha nagy viszkozitású műanyagokat választunk, nemcsak a töltési folyamat lassabb lesz, hanem az adagolási idő is hosszabb lesz. A betáplálás okozta nyíróáramnak köszönhetően a láncszerű molekulák könnyen orientálódhatnak a nyírási áramlási irány mentén. Ebben az esetben a lágyulási pont alá hűtve az orientációs állapot lefagy. Ez a fagyás bizonyos mértékig könnyen belső feszültséget okozhat a termékben, sőt feszültségrepedést vagy deformációt is okozhat a terméken.
A műanyagok jó hőstabilitásának megkövetelésének oka, hogy azok az anyagok, amelyek hosszú ideig maradnak a melegcsatornában, vagy hajlamosak a csavarnyírás miatti hődegradációra. Különösen a hőérzékeny műanyagok esetében, még rövid ciklusidőben is, az anyag kis injektálási térfogata miatt a tartózkodási idő az öntőrendszerben viszonylag hosszú, ami a műanyag jelentős degradációját okozza. Ezért a hőérzékeny műanyagok nem alkalmasak mikrofröccsöntésre.
Főbb szempontok a felszerelés kiválasztásához
A berendezés kiválasztását tekintve, mivel a mikro-fröccsöntött alkatrészek mérete mikrométeres szinten van, célszerű milligramm befecskendezési térfogatú fröccsgépet választani.
Az ilyen típusú fröccsöntőgépek befecskendező egysége általában csavardugattyús kombinációs típust alkalmaz, ahol a csavaros rész befejezi az anyag lágyítását, és a dugattyú befecskendezi az olvadékot a formaüregbe. A csavardugattyús fröccsöntő gép kombinálhatja a csavar nagy pontosságát a dugattyús berendezés nagy sebességével, biztosítva a gyártási folyamat pontosságát és töltési sebességét.
Ezen túlmenően az ilyen típusú fröccsöntő gépek általában egy formazáró vezetőmechanizmusból, egy befecskendező rendszerből, egy pneumatikus bontószerkezetből, egy minőségellenőrző mechanizmusból és egy automatikus csomagolórendszerből állnak. A jó minőségű ellenőrző rendszer biztosítja a mikroprecíziós fröccsöntött termékek hozamát, és figyelemmel kíséri a paraméterek ingadozását a teljes folyamat során.
A fröccsöntési folyamat főbb pontjai
Végül vessünk egy pillantást a mikrofröccsöntéssel szemben támasztott követelményekre a fröccsöntési folyamat szempontjából. A fröccsöntési folyamat során figyelembe kell vennünk a légnyomok és a kapuban lévő feszültség problémáit, általában többlépcsős fröccsöntéssel, hogy az anyag stabil áramlási állapotban tölthető legyen.
Ezenkívül figyelembe kell venni a tartási idő nagyságát is. A túl kicsi tartónyomás a termék zsugorodását okozhatja, a túlzott tartónyomás viszont feszültségkoncentrációhoz és méretnövekedéshez vezethet.
Ezenkívül szigorúan ellenőrizni kell, hogy az anyag mennyi ideig marad az anyagcsőben. Ha az anyag túl sokáig marad az anyagcsőben, az anyagromláshoz vezethet, és befolyásolhatja a termék működését. A folyamatparaméter-kezelésben javasolt a szabványos paramétervezérlés megvalósítása. A legjobb, ha a DOE-ellenőrzést minden egyes terméknél a tömeggyártás előtt végezzük, és a gyártás során minden változtatást újra meg kell vizsgálni méret és funkcionalitás szempontjából.
A mikrofröccsöntés, mint a fröccsöntési terület egyik ága, a nagy méretpontosság, a magas funkcionális követelmények és a magas megjelenési követelmények felé fejlődik. Csak a különféle folyamatok, például formák, berendezések, anyagok és folyamatok szigorú ellenőrzése és folyamatos fejlesztése révén lehet megfelelni a piac fejlődésének.