（机械设计及理论专业论文）微流道注塑成型充模过程的理论和实验研究.pdf

) ，33 学位论文数据集 删鼎 中图分类号 t q 3 2 0 6 6 学科分类号 4 6 0 2 0 论文编号 1o o l 0 2 0 1 10 6 2 9 密级公开 学位授予单位代码 10 0 1o 学位授予单位名称北京化工大学 作者姓名吴智明学号 2 0 0 8 0 0 0 6 2 9 获学位专业名称机械设计及理论获学位专业代码 0 8 0 2 0 3 课题来源自选课题研究方向开发研究 论文题目微流道注塑成型充填过程的理论和实验研究 关键词微注塑成型，微换热器，微流道，深宽比，模流分析，工艺参数 论文答辩日期 2 0 1 1 5 3 1宰论文类型 开发研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称工作单位学科专长 指导教师吴大鸣研究员、博导北京化工大学聚合物加工 评阅人l张亚军 教授 北京化工大学 微纳制造 评阅人2刘颖副教授北京化工大学聚合物工程 答辩委员会主席手全升教授、博导北京化j ：人学石油化工机械 答辩委员1江波教授、博导北京化i ：人学聚合物加工 答辩委员2何立冬教授、博导 北京化i ：人学 振动机械 答辩委员3杨卫民教授、搏导北京化一i ：大学聚合物加工设备 答辩委员4张征军教授北京化工大学微纳制造 答辩委员5周俊良教授北京化：【：人学工业设计 答辩委员6钱财富教授、博导北京化j = 人学化工过程机械 答辩委员7薛平研究员、博导 北京化r 大学 聚合物加工 答辩委员8 答辩委员9 答辩委员1 0 答辩委员1 1 注：一 四 论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 中图分类号在( 中国图书资料分类法查询。 学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b tl3 7 4 5 9 ) 学科分类与代码中查询。 论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。 摘 要 微流道注塑成型充填过程的理论和实验研究 摘要 近年来微纳米科技研究的兴起和m e m s 技术的迅猛发展，微尺度下 的换热研究越来越受广大的学者所重视，换热器微型化技术备受关注。微 流道换热器作为目前换热器微型化的一个重要发展方向，有着广泛的应用 前景。聚合物的微注射成型技术的发展为形状复杂的微结构、微尺寸的批 量复制提供了可能，伴随着新材料的开发，必将在微成型领域具有很大的 发展前景。 本文设计了一种聚合物和金属铝片复合的微流道换热，通过数值仿 真模拟验证了其优良的换热效果，具有很高的可行性。通过设计若干的微 流道模型进行注射模流分析，研究了注射成型流道设计及工艺参数对注射 成型制品充填性能和翘曲变形的影响。重点研究不同外形尺寸、翅片高宽 比、脱模角度、浇口尺寸和浇口分布型式对翅片翘曲变形的影响规律。 采用c a e 模拟辅助进行微流道微换热器模具的设计，对模具的浇 口，流道以及冷却水道的开设进行的优化。对金属聚合物复合式微换热器 成型过程加以研究，模拟对比有无嵌入式铝片的微换热器的注塑成型效 果。 以设计的微流道换热器为目标制件，结合c a e 分析结果，采用一模 两穴，单点进浇的浇注系统设计微注射成型模具结构图并进行加工制造。 利用微型数控铣床等加工设备进行堆叠式模具型芯块及镶嵌铝片的加工 北京化工大学硕上学位论文 制作。 基于正交实验设计方法，对微槽道换热器进行微注塑成型工艺实验研 究。由实验数据分析获得各工艺条件对微换热器成型质量、密度、翘曲等 实验指标的影响程度，并得到微槽道换热器的最佳工艺参数组合。 通过数值仿真和实验研究表明，聚合物金属复合式微换热器具有很 好的换热能力，可以实现电子产品的散热需要。浇口位置对微热器的翘曲 变形分布无明显影响，增大微槽尺寸和深宽比翘曲量增大显著。模具设计 中浇口和主流道尺寸极大影响充填效果，对制品体积收缩有较大影响。嵌 入铝片可以改善体积收缩并减少整体翘曲变形。 关键词：微注塑成型，微换热器，微流道，深宽比，模流分析，工艺参数 符号说明 t h e o r e t i c a la n de x p e r i m e n t a ls t u d yo nt h e f i l l i n gp r o c e s so fi n j e c t i o nm o l d i n g m i c r o c h a n n e l s a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fm e m s t e c h n 0 1 0 9 y t h em i n i a t u r i z a t i o no f h e a te x c h a n g e ri sc o n c e m e d p e o p l en o to n l yt 拶t oi m p r o v et h ee f ! e i c i e n c yo f t h er a d i a t o r ，b u ta l s op u r s u i tt h ep r a c t i c a l i t ya n de c o n o m yo fh e a te x c h a n g e r m i c r oh e a te x c h a n g e rw i t hs m a l lm i c r o c h a n n e l sh a saw i d er a n g ea p p l i c a t i o n p 1 a s t i cm i c r o - c h a l l n e lh e a te x c h a n g e rw i nb e c o m ean e wr e s e a r c hi nt h e 凡m r e p o l y m e rm i c r o - i n j e c t i o nm o l d i n gt e c h n o l o g ym a k ei tp o s s i b l et ob u l kc o p y c o m p l e xm i c r o s t r u c t u r e ，w i t hn e wm a t e r i a l sc o m i n gu p ，m i c r om o l d i n gm u s t h a v eg r e a tp r o s p e c t s t h i sp a p e rp r e s e n t sam i c r o c h a n n e lh e a t e x c h a n g e rc o m p o s i t i n go f p o l y m e ra n da l u m i n u mm a t e n a l ，t h en u m e r i c a ls i m u l a t i o nr e s u l t ss h o w si t s e x c e l l e n th e a tt r a n s f e re f r e c t i v e n e s s i th a sah i g hf e a s i b i l i t y t h ei n f l u e n c eo f d i a e r e n t d i m e n s i o n s ， f i n a s p e c tr l t i o ， d r a r a n g l e ， g a t e s i z ea n dg a t e d i s t r i b u t i o np a t t e m so nf i l l i n ga n df i nw a 印a g ew a si n v e s t i g a t e db ya n a l y s i n ga n u m b e ro fm i c r o - n o wi n j e c t i o nm o l df l o wm o d e l s u s i n gc a et od e s i g nt h e m o l do fm i c r oh e a te x c h a n g e ra n do p t i m i z i n gt h em 0 1 dg a t e ，n o w1 1 j n n e r sa n d t h e c o o l i n gw a t e rc h a n n e l s m e t a l 一p l a s t i cc o m p o s i t e si n j e c t i o nm o l d i n g h i 北京化工人学硕上学位论文 p r o c e s sw a ss t l l d i e db ym o l dn o ws i m u l a t i o n ， c o n t r a s tt h em o l d i n ge f r e c to f m i c r oh e a te x c h a n g e rw i t ho rw i t h o u tt h e 锄b e d d e da l u m i n u ms h e e t c o m b i n e dw i t ht h er e s u l t so fc a ea n a l y s i s ，u s i n gat w o c a v i t ym o l d ， s i n g l e g a t e r u n n e rs y s t e m s ， d e s i g nm i c r o i n j e c t i o nm 0 1 da n dp r o d u c e i t u t i l i z i n gc n cm i l l i n gm a c h i n e sa n do t h e re q u i p m e n t st os t a c km o l dc o r e b l o c ka n dm a n u f a c t u r ei n l a ya l u m i n u m b a s e do n o r t h o g o n a le x p e r i m e n t a ld e s i g nm e t h o d ， m i c r o i n je c t i o n m o l d i n gp r o c e s so fm i c r o c h a n n e lh e a te x c h a n g e ri s s m d i e d f r o mt h e e x p e r i m e n t a ld a t aa n a l y s i st og e tt h ei m p a c to fp r o c e s sp a r a m e t e r so nt h e m i c r oh e a te x c h a n g e rf o m i n gm a s s ，d e n s i t y ，w a 叩a g ea n do t h e ri n d i c a t o r s ， a n do b t a i ni t so p t i m u m p r o c e s sp a r a m e t e r s t h en u m e r i c a ls i m u l a t i o na n de x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a tt h e p o l y m e r - m e t a lc o m p o s i t em i c r oh e a te x c h a n g e rh a sg o o dh e a tt r a n s f e ra b i l i t y ， c a nm e e tc o o l i n gn e e d so fe l e c t r o n i cp r o d u c t s l o c a t i o no ft h eg a t eo nt h e d i s t r i b u t i o no f w a 印i n g d e f o m a t i o ni s n o t o b v i o u s ，i n c r e a s i n g t h e m i c r o c h a n n e ls i z ea n da s p e c tr a t i ow e r es i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e dw a 印a g e t h e r e s u l to ff i l l i n gm i c r oh e a te x c h a n g e rw a sg r e a te f f e c t e db yt h es i z eo ft h eg a t e a n dt h em a i nc h a 皿e 1 ，s od ot h ev o l u m es h r i n k a g e e m b e d d e da l u m i n u mc a n l i 曲t e nt h ev 0 1 u m es h r i n k a g ea n dr e d u c et h eo v e r a uw a 印a g e k e y w o r d s ：m i c r oi n je c t i o nm o l d i n g ，m i c r o - h e a t e rc h a n g e r ，m i c r o c h a n n e l ， a s p e c tr a t i o ， m o l d n o wa n a l y s i s ， m o l d i n gp r o c e s s l v 符口说明 符号说明 尼 雷诺数，1 d管内径，m 历 平均速度，m r l p密度，k g m 。 黏度，蚝m - 1 s 或p a s h平板塑件的壁厚，m 冷却起始阶段的熔料温度， 凡模具温度， 乃制件顶出温度， 口 物料的热扩散系数，m 2 s k 物料的热传导系数，w m _ 1 一 。物料的比热容，j k 旷1 - 1 m型腔在室温下的长度，m m 三s板片外沿长度，m m ； 材料平均收缩率， 4塑件公差，m m 4型零件公差，m m v 北京化工人学硕士学位论文 v i 目录 目录 摘j l j e i a b s t r a c t i i i 符号说明v 目录v i i 第一章绪论。1 1 1 前言1 1 2 论文简介1 1 3 研究现状2 1 3 1 微注射成型的发展介绍2 1 3 2 有关微换热器的研究进展3 1 3 3 微注射成型技术研究近况：3 1 4 研究动机和目的6 1 5 研究主要内容和方法7 第二章聚合物注射成型技术及其理论基础9 2 1 聚合物注射成型基本原理9 2 1 1 注射成型的塑化理论9 2 1 2 注射成型的充模理论9 2 1 3 收缩行为理论11 2 2 注塑成型工艺条件1 2 2 2 1 温度一12 2 2 2 压力13 2 2 ，3 成型周期1 3 2 3 微注射成型技术1 4 2 3 1 微注射成型材料1 5 2 3 2 微注射成型设备1 6 2 3 3 微注射成型模具1 6 2 3 4 微注射成型工艺1 6 2 4 注射压缩成型17 第三章微流道换热器的设计及其模具制备1 9 v l i 北京化工大学硕士学位论文 3 1 塑料制件壁厚的选取1 9 3 2 微槽道换热器片的结构设计2 0 3 3 微槽道模具的设计与加工2 5 3 3 1 选取分型面2 5 3 3 2 型腔尺寸设计计算2 6 3 3 3 浇注系统设计2 6 3 3 4 模具结构设计一2 7 3 3 5 模架其他零部件的设计2 9 3 4 模具型芯块的设计与制作3 0 3 5 换热器传热铝片的制备3 3 3 6 本章小结3 4 第四章高深宽比微槽道模流分析研究3 7 4 1c a e 分析介绍3 7 4 2 模流分析前处理3 7 4 2 1 几何建模3 7 4 2 2 有限元网格模型的建立3 9 4 2 3 模型浇注及冷却系统的建立3 9 4 2 4 冷却系统设定4 2 4 2 5 材料选取4 2 4 3 模流分析后处理4 5 4 3 1 充填过程发现4 5 4 3 2 翘曲变形分析4 7 4 4 结j 沧5l 第五章微槽道换热器注射成型过程模拟与实验研究5 3 5 1 注塑成型模拟5 3 5 1 1 模拟分析模型的建立5 3 5 1 2 成型工艺参数设定5 4 5 2 实验条件的准备5 7 5 3 微槽道换热器讵交实验研究5 8 5 3 1 实验过程5 9 5 3 2 分析结果探讨6 0 5 4 本章小结6 4 第六章结论与展望6 5 目录 6 1 结论6 5 6 2 展望一6 5 参考文献6 7 致 射7l 研究成果及发表的论文7 3 作者和导师简介7 5 i x 北京化工人学硕士学位论文 x 兰q 型! 曼塑! 兰 一 _ _ 一 c o n t e n t s a b s t r a c t ( c h i n e s e ) i a b s t r a c t ( e n g l i s h ) i i i s y m b o le x p l a n a t i o n v c o n t e n e t s 。”一v i i c h p t e rl i n t r o d u c t i o n ”1 1 1p r e f a c e 1 1 2p a p e ri m o d u c t i o n ”1 1 3r e s e a r c hs t a t u s “2 1 3 1r e s e a r c ho nt h ep r o 黟e s so f m i c r oh e a te x c h a n g e r 2 1 3 2d e s c r i b t i o no f t h em i c r o i n j e c t i o nm o l d i n gd e v e l o p m e n t “3 1 3 3r e c e n tr e s e a r c hm i c r o i n j e c t i o nm o l d i n gt e c h n o l o g y “3 1 4m o t i v a t i o na n dp u 印o s e 6 1 5t l l em a i nc o n t e n ta n db a s i c 印p r o a c h 7 c h a p t e r 2p o l y m e ri n j e c t i o nm o l d i n gt e c h n o l o g ya n d i t st h e o r e t i c a lb a s i s 。9 2 1t h eb a s i cp n c i p l e so f p o l y m e ri n j e c t i o nm o l d i n g 9 2 1 1 p l a s t i c i z i n gp r o c e s s 一9 2 1 2 f i l l i n gp r o c e s s “9 2 1 3 p a c k i n gp h a s e 1 1 2 2h l j e c t i o nm 0 1 d i n gp r o c e s sc o n d i t i o n s 一1 z 2 2 1t e m p r a t u r e 1 2 2 2 2p r e s s u r e 1 3 2 2 3m o l d i n gc y c l e l j 2 3m i c r o 蛳e 矾o nm o l d i n g 1 4 2 3 1m e t e r i a l sf o rm i c r o i n j e c t i o nm o l d i n g l ， 2 3 2e q u i p m e n tf o rm i c r o i n j e c t i o nm o l d i n g 1 6 2 3 3m o u l df o rm i c r o i n j e c t i o n l o 2 3 4 m i c r o ，e c t i o nm o l d i n gp r o c e s s 1 6 2 4i n i e c t i o nc o m p r e s s i o nm 0 1 d i n g 1 ， x i 北京化工大学硕：f ：学位论文 c h a p t e r3m i c r o c h a n n e lh e a te x c h a n g e rd e s i g na n dm o l dp r e p a r a t i o n 19 3 1s e l e c t i o no f w a l lt h i c k n e s s 1 9 3 2s t m c t u r ed e s i 盟o f m i c r o c h 猢e lh e a te x c h a n g e r 2 0 3 3m i c r o m o l dd e s i 印a n dp r o c e s s i n g 2 5 3 3 1s u b s u 而c es e l e c t i o n 2 5 3 3 2c a l c u l a t i o n so f c a v i t yd e s i 印2 6 3 3 3g a t i n gs y s t e md e s i 印2 6 3 3 4m 0 1 dd e s i 印2 7 3 3 5o t h e rp a r t so f t h ed e s i g nm 0 1 d 2 9 3 4d e s i 印a j l dp r o d u c em 0 1 dc o r eb l o c k 一3 0 3 5r 印a r a t i o no f a l u i 】：l i n u mp l a t e 3 3 3 6p r e l i m i n a r ys u m m a r y 3 4 c h a p t e r 4h i g ha s p e c tr a t i om i c r o c h a n n e im o l dn o wa n a l y s i s 3 7 4 1c a e a j l a l y s i sa j l d 血e o d u c t i o n 3 7 4 2p r e 一仃e a t m e n to dm o l da n a l y s i s 3 7 4 2 1g e o m e t r i cm o d e l i n g 3 7 4 2 2f i n i t ee l e m e n tm e s hm o d e l 3 9 4 2 3e s t a b l i s h m e n to f g a t i n ga n dc 0 0 1 i n gs y s t e m 3 9 4 2 4c o o l i n gs y s t 锄s e t t i n g s 4 2 4 2 5m a t e r i a ls e l e c t i o n 4 2 4 3p o s t - p r o c e s s i n go f m o l df l o w 一4 5 4 3 1f i u i n gp r o c e s sd i s c o v e r y 4 5 4 3 2w a 印a g ea i l a l y s i s 4 7 4 4p r e l i m i n a r ys m n m a r ) ，5l c h a p t e r 5s i m u l a t i o na n de x p e r i m e n t a ls t u d yo ni n j e c t i o nm o l d i n g m i c r o c h a n n e lh e a te x c h a n g e 5 3 5 1i n j e c t i o nm o l d i n gs i m u l a t i o n 5 3 5 1 1s i m u l a t i o nm o d e l 5 3 5 1 2m o l d i n gp r o c e s sp a r 锄e t e r ss e t 5 4 5 2p r e p a r a t i o no fe x p 耐m e n t 5 7 5 3m i c r o c h a n n e lh e a te x c h a n g e ro r t h o g o n a le x p 甜m e n t 5 8 5 3 1e x p e r i m e n ts t u d y 5 9 5 3 2e x p 舐m e n ts 砌y 6 0 c o n t e n t s 5 4p r e l i m i n a 拶s u m m a 巧6 4 c h a r t e r6c o n c l u s i o na n ds u g g e s t i o n sf b rf h t u r er e s e a r c h 。6 5 6 1c o n c l u s l o n s 6 5 6 2s u g g e s t i o n sf o r 向r t h e rr e s e a r c h 6 5 l l e f b r e n c e s 。6 7 a c l m o w l e d g e m e n t s 。7 1 a c h i e v e m e n t sa n dp u b l i s h e dp a p e r s 。7 3 a u t h o ra n ds u p e r v i s o ri n f o r m a t i o n 7 5 x i i i 北京化工人学硕上学位论文 第一章绪论 1 1 前言 第一章绪论 随着微纳米科技的研究兴起和m e m s 技术的迅猛发展也使得微尺度下的换热研 究越来越受广大的学者所重视。带微槽道结构的小型换热器作为目前换热器微型化的 一个重要发展方向有着广泛的应用前景，传统的换热器研究制造多集中在金属和陶瓷 材料，其虽具有很高的换热传热效率，但在设计制造上存在较大的难度且经济性不高。 由于塑料在加工难度上相当较小，而其具有极高的加工效率，如果能够用导热塑料作 为基体实现换热器的结构复制加工，其经济性不言而喻。微换热器的典型结构是微小 槽道或者是微小孔径，采用注塑或挤出成型可以实现一次性大批量的复制出这些大长 径比或高深宽比的微细结构，将是一种实用价值较高的加工方法。随着新的应用要求 的出现以及新技术的不断发展，微注塑制品的尺寸或质量精度必将向更高级别的方向 发展，微注塑的设备、成型模具、成型材料、成型工艺控制等方面也将迎来新的挑战 。由于微注塑制品在整体或局部的尺寸上与传统的注塑制品有着巨大的差别，影响 其成型品质的因素也较多，比传统的注塑复杂得多。目前虽然有不少学者正在致力于 该领域的技术和实验研究，但相关研究还未深入细致，没有成熟的权威理论。由于注 射成型制品整体或局部结构尺寸小或者体积细微，由于成型的尺度达到微观尺度， 微注射成型技术所涉及的领域繁杂，微尺度流变学，微尺度换热传热理论，微流体力 学以及微尺度下聚合物的形态特征等，此外还受到微型加工设备的成型技术和控制精 度等的制约。因此微注射成型技术因其所涵盖的相关技术的不成熟，使其也未能系统 和稳定的建立出具有指导性的理论和方法。虽然传统的宏观意义上的聚合物注射理论 和方法已经不适用于微尺度下的注射成型，但在其基础上深入研究微注射成型技术具 有极为重要的应用价值。 1 2 论文简介 本论文从塑料散热器替代金属制作加工微槽道换热器作为出发点，通过研究纯塑 料散热器和金属塑料相结合散热器型式制品的开发，参考模拟具有不同的深宽比，不 同尺寸间距的微槽道阵列的注射成型工艺条件的差异，并自行设计制作相关的微槽道 换热器注射模具，以此进行实验，验证制作微槽道换热器的可行性和研究注射工艺参 数对微细结构的注射成型效果的影响。以此研究聚合物微注射成型特别是具有高深宽 比微槽道典型微结构注射成型方法，为聚合物微细加工提供有用的参考。 论文中设计了一种塑料金属复合的微型换热器。采用聚合物微槽道作为散热的部 件，用嵌入的小铝片作为导热传热部件，整合二者的优势，实现高效的换热效果。本 北京化工大学硕士学位论文 研究中采用具微槽道结构的微型换热器片作为研究对象，进行在模拟分析与实验研 究。模腔分布采用的是一模两腔，设计制造出注射成型模具。该换热器片的关键结构 是密句的矩形微槽道，虽然结构简单，但是其排布集中，间隙密度高，且具有较高的 深宽比，是具有代表性的微注射成型结构，对其进行研究具有较为实际的应用价值。 1 3 研究现状 1 3 1 有关微换热器的研究进展 换热器的发展从早期的大型管壳式到上个世纪二三十年代的紧凑型板式板翅式 再到2 0 世纪未的微槽道换热器，逐渐的小型化，换热效率也在不断的提高。2 l 世纪随 着微机电系统( m e m s ) 技术的迅猛发展，诸如平板印刷术、化学蚀刻、光刻( l i g a ) 、 微电子控制加工技术及离子束加工技术等微加工技术应运而生，并被广泛应用于器件 小型化生产中，相续出现了如微马达、微型感应器、微机械陀螺、微型泵和微型阀等 微器件。换热器的小型化也在此背景下得到了长足的发展，如今人们已经能够制造出 微槽孔尺寸范围仅有几微米到几百微米的高效能微型换热器。微型换热器在微电子、 航天航空、医疗、化学生物工程、材料科学等领域，以及其他一些对换热设备的尺寸 和重量有特殊要求的场合中有着极为重要的应用前景。微小结构是强化换热的有力手 段。微型换热器是通过微小通道，将单位体积内的换热面积提高好几个数量级，因而 其体积小巧，质量轻且传热换热效率耐2 | 。 h a e h y u n g 等【3 】设计了用于b g a 多层芯片模型的微型聚二甲基硅氧烷( p d m s ) 换 热器，p d m s 含有硅橡胶，密封容易，灵活性较高，可以采用注射成型作将其作为封 装时的密封材料。但是它的低导热率降低了冷却效率，由于芯片和微通道之间的p d m s 薄膜可以弥补这样的缺陷。一般情况下，换热器是采用高导热材料，如金属、陶瓷等， 他们的换热效率很高，但是在目前的封装技术下，这样的换热器太大无法封装到芯片 中，于是设计制造了聚合物微型换热器并且成功通过液冷将热阻降低了8 9 ，这种换 热器非常便宜，并且使用很简单的制造工艺，将会很广泛的应用到很到产品中去。 姜培学教授【4 】从微型换热器的努谢尔数和阻力系数厂两方面进行研究，发现深 宽比为6 ：1 的深槽结构微型换热器换热性能优于浅槽微型换热器以及深宽比为3 ：1 的 深槽微型换热器，提出采用深槽式微型换热器结构优于烧结网式多孔式的微换热器。 目前微型换热器的研究应用主要在电子元器件的冷却散热。此方面的微型换热器 多是在很薄的硅材料，陶瓷，金属等导热材料基体上，利用微加工技术制造出薄壁翅 片或微通道，组合而成平板型或交错型换热器。采用硅材料可实现高度小型化，且易 实现超微细尺寸的微小结构的制造，采用金属在技术上是很难实现的。此外，硅加工 技术还可用于二氧化硅、氮化硅、及硅化物等的加工，更轻易的制造出结构更加复杂 第一章绪论 的多层型腔设备。未来空间立体i c 封装系统需要冷却系统能够与之有机结合，且尽 可能使用连续空气作为冷却介质。因此采用硅基材料，通过各向异性的蚀刻方法可以 加工新兴的微型换热器，使用夹层和堆叠技术可制造出样式复制的各种换热器结构尺 寸【5 】o 1 3 2 微注射成型的发展介绍 微注塑成型技术出现于2 0 世纪7 0 年代，由于当时加工技术欠缺，人们只能采用传 统的锁模力2 5 5 0 吨的注塑机，加上特殊的辅助装置，通过改使其变为液压驱动，从而 实现高深宽比微型注塑件的成型加工。到了2 0 世纪8 0 年代，伴随着微细加工技术的迅 猛发展，微型模具的制造和加工得到了有力的技术支持，微注射成型机也在8 0 年代研 发成功。从那之后工程界人士开始关注微注塑成型技术的研究并取得了质的突破。 1 9 8 5 年，世界上第一台专门用于加工微型塑件的注射装置m i c r o m e l t 在德国问世【6 】。 经过二十几年的发展，微型注塑机许多种机型已经被商品化了，进行批量生产， 其制造商主要有b a t t e n f e l d 、b o y 、s o d i c k 、m u m ya r b u r g 、d 锄a ge r g o t e c h 、e t t l i n g e r f e n o m a t i cm i l a c r o n 、n i s s e i 、s u m i t o m o 、t o m k e nt 0 0 1 和v a nd o md 锄a g 等多家公司。 目前各个企业和相关科研单位都在探索不断地提高微注塑机的设计制造与控制技术。 而丌发研究的努力方向仍是向着减小注射量和提高计量与控制精度。随着微成型技术 的发展，与之关联的微型塑件脱模时的夹持、输送、品质检测、封装等功能也逐步集 成在注塑机上，这个将大大提高加工的效率和生产过程的自动化智能化。 微注射成型技术在未来的实际应用中有着极为广大运用前景。微型注塑模具的开 发和微型注塑的成型理论的研究，以及研发找寻适合微注塑成型的原材料，是目前学 者们的研究热点。未来能否开发相应的检测技术来扩展其应用领域，以及如何将现有 的普通注塑成型技术“有效的移植”到微注塑成型中去，以丰富和促进微注射成型技术 的发展，正是世界范围内学者们努力的方向。从目前所掌握的资料来看，国外对微注 塑成型技术的研究也仅有二十几年的历史，理论体系尚未形成，有关的实验数据掌握 得还很少。现在国内有4 0 多个科研单位正在开展相关的研究工作并取得了初步成果为 我国的微注塑成型技术的研究与应用奠定了良好的理论基础。未来还有待进行深入和 系统化的研究，以填补我国在这方面的欠缺。 1 3 3 微注射成型技术