Interpretation der Schlüsselpunkte der Mikrospritzgusstechnologie

Unter der Prämisse eines zunehmend diversifizierten Marktes entwickelt und expandiert auch die Spritzgussindustrie ständig, mit dem Aufkommen neuer Verfahren wie Mehrfarben-Spritzguss, gasunterstützter Spritzguss, In-Mould-Folien-Auftragung und Co-Spritzguss. In Bezug auf die Spezifikationen von Spritzgießmaschinen entwickeln sie sich ebenfalls in zwei Richtungen - Spritzgießmaschinen mit großer Tonnage und Mikrospritzgießmaschinen werden ständig aktualisiert. Dieser Artikel konzentriert sich darauf, die Ansichten des Autors zu Mikrospritzgussverfahren vorzustellen.
In den letzten Jahren gab es eine steigende Nachfrage nach Mikroprodukten. Ob in der Elektronikindustrie, Uhrenindustrie oder Militärindustrie, es besteht eine große Nachfrage nach Mikrospritzgussteilen, die hohe Anforderungen an Größe und Genauigkeit stellen.
Unter einer solchen Prämisse steht auch der Mikrospritzgussprozess vor enormen Herausforderungen. Wie können wir dafür sorgen, dass die Spritzgussteile die Größenanforderungen im Mikrometerbereich erfüllen und gleichzeitig ein gutes Aussehen und eine gute Leistung aufweisen? Im Folgenden stellen wir kurz die Unterschiede zwischen dem Mikrospritzguss und dem traditionellen Spritzguss in Bezug auf Formen, Ausrüstung, Materialien, Prozesse und andere Aspekte vor.
Die Nachfrage nach Mikroprodukten steigt, und das Bild zeigt die von Weimeng Bartenfield ausgestellten mikromedizinischen chirurgischen Clipprodukte.
Formverarbeitung und Schlüsselpunkte
In Bezug auf die Formen erfordert das Mikrospritzgießen im Vergleich zum herkömmlichen Spritzgießen eine viel höhere Verarbeitungsausrüstung.
Beim Mikrospritzguss gibt es in der Formenbearbeitung normalerweise zwei Trends: Der erste ist die Funkenerosion von Spiegeloberflächen. Um eine hohe Präzision zu gewährleisten, verwenden Sie am besten Graphitelektroden für die Funkenerosion, da der Verlust von Graphitelektroden viel geringer ist als der von gewöhnlichen Kupferelektroden.
Die zweite häufig verwendete Verarbeitungsmethode ist die Verwendung von Galvanoformen, die eine sehr hohe Genauigkeit gewährleisten können. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass der Bearbeitungszyklus lang ist und jedes Loch unabhängig bearbeitet werden muss. Darüber hinaus kann bei leichten Schäden, die während der Produktion nicht repariert werden können, das beschädigte Loch nur ersetzt werden.
In Bezug auf die Werkzeuge ist die Werkzeugtemperatur auch ein sehr wichtiger Parameter für den Mikrospritzguss. Der häufig verwendete Ansatz für High-End-Kunden besteht darin, das Konzept des Hochglanz-Spritzgusses zu übernehmen und schnelle Heiz- und Kühlsysteme einzuführen.
Theoretisch ist eine hohe Werkzeugtemperatur beim Mikrospritzgießen sehr hilfreich, um beispielsweise Schwierigkeiten beim dünnwandigen Füllen und Materialmangel zu vermeiden. Eine zu hohe Formtemperatur kann jedoch neue Probleme mit sich bringen, wie z. B. verlängerte Zykluszeiten und Schrumpfverformung nach dem Öffnen der Form. Daher ist die Einführung eines neuen Werkzeugtemperiersystems sehr wichtig. Während des Spritzgussvorgangs kann die Formtemperatur erhöht werden (was den Schmelzpunkt des verwendeten Kunststoffs überschreiten kann), wodurch die Schmelze den Formhohlraum schnell füllen kann und verhindert wird, dass die Schmelze während des Füllvorgangs zu schnell abnimmt und unvollständig ist Füllung; Beim Entformen kann die Formtemperatur schnell sinken und auf einer etwas niedrigeren Temperatur als der plastischen thermischen Verformungstemperatur gehalten werden, und dann kann die Form geöffnet und ausgeworfen werden.
Aufgrund der Tatsache, dass es sich beim Mikrospritzguss um Produkte mit einer Masse von Milligramm handelt, beträgt das Materialmassenverhältnis zwischen Produkt und Angusssystem auch nach Optimierungsverbesserungen, wenn ein herkömmliches Angusssystem zum Spritzgießen verwendet wird, außerdem 1: 10. Weniger als 10 Prozent der Materialien werden in Mikroprodukte eingespritzt, was zu einer starken Verfestigung im Gießsystem führt. Daher sollte beim Mikrospritzguss ein Heißkanal-Gießsystem verwendet werden.
Wichtige Punkte für die Materialauswahl
Hinsichtlich der Materialauswahl empfiehlt es sich, bereits in frühen Entwicklungsstadien einige allgemeine technische Kunststoffe mit niedriger Viskosität und guter thermischer Stabilität zu wählen.
Die Wahl von Materialien mit niedriger Viskosität liegt daran, dass die Viskosität der Schmelze während des Füllvorgangs niedrig ist, was zu einem relativ geringen Widerstand im gesamten Gießsystem führt. Die Füllgeschwindigkeit ist schnell und stellt sicher, dass die Schmelze den Formhohlraum gleichmäßig füllt und die Schmelztemperatur nicht wesentlich abfällt. Andernfalls bilden sich leicht kalte Verbindungen auf dem Produkt, und die molekulare Orientierung ist während des Füllvorgangs geringer, was zu einer relativ gleichmäßigen Leistung des Produkts führt.
Werden hochviskose Kunststoffe gewählt, verlangsamt sich nicht nur der Füllvorgang, sondern auch die Beschickungszeit. Aufgrund des durch die Zufuhr verursachten Scherflusses können sich die kettenartigen Moleküle leicht entlang der Scherflussrichtung orientieren. In diesem Fall wird der Orientierungszustand beim Abkühlen unter den Erweichungspunkt eingefroren. Diese Gefrierorientierung kann bis zu einem gewissen Grad leicht innere Spannungen im Produkt verursachen und sogar Spannungsrisse oder Verzugsverformungen des Produkts verursachen.
Der Grund für die Forderung nach einer guten thermischen Stabilität von Kunststoffen sind Materialien, die lange im Heißkanal verbleiben oder aufgrund von Schneckenscherung zu thermischem Abbau neigen. Insbesondere bei wärmeempfindlichen Kunststoffen ist selbst bei kurzer Zykluszeit aufgrund des geringen Einspritzvolumens des Materials die Verweilzeit im Gießsystem relativ lang, was zu einer erheblichen Verschlechterung des Kunststoffs führt. Thermosensitive Kunststoffe sind daher für den Mikrospritzguss nicht geeignet.
Wichtige Punkte für die Geräteauswahl
Da die Größe von Mikrospritzgussteilen im Mikrometerbereich liegt, empfiehlt es sich bei der Geräteauswahl, eine Spritzgießmaschine mit einem Spritzvolumen von Milligramm zu wählen.
Die Spritzeinheit dieser Art von Spritzmaschine ist im Allgemeinen eine Schneckenkolben-Kombinationsart, bei der der Schneckenteil die Plastifizierung des Materials vervollständigt und der Kolben die Schmelze in den Formhohlraum einspritzt. Die Schneckenkolben-Spritzgießmaschine kann die hohe Präzision der Schnecke mit der hohen Geschwindigkeit der Kolbenausrüstung kombinieren und so die Genauigkeit und Füllgeschwindigkeit des Produktionsprozesses gewährleisten.
Darüber hinaus besteht diese Art von Spritzgießmaschine normalerweise aus einem Führungsmechanismus zum Schließen der Form, einem Einspritzsystem, einem pneumatischen Entformungsmechanismus, einem Qualitätsprüfmechanismus und einem automatischen Verpackungssystem. Ein gutes Qualitätsprüfsystem kann die Ausbeute an mikropräzisen Spritzgussprodukten sicherstellen und Parameterschwankungen während des gesamten Prozesses überwachen.
Kernpunkte des Spritzgussverfahrens
Betrachten wir abschließend die Anforderungen des Mikrospritzgusses an den Spritzgießprozess. Im Spritzgießprozess müssen wir die Probleme mit Luftflecken und Spannungen im Anguss berücksichtigen, wobei wir normalerweise ein mehrstufiges Spritzgießen verwenden, um sicherzustellen, dass das Material in einem stabilen Fließzustand eingefüllt werden kann.
Darüber hinaus ist auch die Größe der Haltezeit zu berücksichtigen. Ein zu geringer Haltedruck kann ein Schrumpfen des Produkts verursachen, ein zu hoher Haltedruck kann jedoch zu Spannungskonzentration und Größenvergrößerung führen.
Darüber hinaus muss auch die Verweildauer des Materials im Materialrohr streng überwacht werden. Verweilt das Material zu lange im Materialschlauch, kann es zu Materialabbau kommen und die Funktionalität des Produktes beeinträchtigen. Es wird empfohlen, die Standardparametersteuerung im Prozessparametermanagement zu implementieren. Es ist am besten, die DOE-Verifizierung für jedes Produkt vor der Massenproduktion durchzuführen, und alle Änderungen während der Produktion sollten erneut auf Größe und Funktionalität getestet werden.
Der Mikrospritzguss als Teilgebiet des Spritzgusses entwickelt sich hin zu hoher Maßhaltigkeit, hohen funktionalen Anforderungen und hohen optischen Anforderungen. Nur durch strenge Kontrolle und kontinuierliche Verbesserung verschiedener Prozesse wie Formen, Ausrüstung, Materialien und Prozesse kann der Marktentwicklung entsprochen werden.