译文--微注射成型：零件脱模的表面处理效果

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1、 PDF外文：http:/ 中文 3650 字  出处： Proc 4M2008 (Cardiff, UK, 9th11th September 2008), 2008 微注射成型：零件脱模的表面处理效果  C.A. Griffiths1, S. S. Dimov1,E.B. Brousseau1, C. Chouquet2, J. Gavillet2, S. Bigot1 1Manufacturing Engineering Centre, CardiffUniversity, CardiffCF24 3AA, UK 2French Atomic Energy Commi

2、ssion (CEA), Laboratory of Innovation for New Energy Technologies and Nanomaterials (LITEN), 38054 Grenoble, France  摘要  微注射成型作为一种仿制成型方法，是微型制造的关键技术之一，对过程的理解 约束着已选定的生产路线，这一点在设计阶段和大规模生产中非常必要的。在这项研究中一种模具表面处理被用作研究那些拥有微观特征的零件的脱模效果，特别是一种表层涂有类金刚石碳（ DLC）的模具将会与没有涂有 DLC 的同种模具进行对比。通过一连串的实验测试出四个工艺参数的影

3、响 融化和模具温度，冷却和弹出时间，这些工艺参数将会用来评价脱模过程，利用两种高分子材料 PP 和 ABS，重点关注脱模力，最终引出 DLC 表面处理的影响和各种因素的影响的结论。  关键词： 微注塑模 ， 表面处理 ， 脱模，微流体    介绍  微流控技术在许多领域都广为 运用，例如生物技术、流式细胞仪、医疗诊断和微化学。这种微仪器设备的成功发展高度依赖于能够经济又可靠地生产大规模微型组件的制造系统。在这个前提下，聚合物的微注射成型技术是微型制造的关键技术之一。为了获得经济可靠的微流控技术的产品零件，了解影响微型注射成型的因素并形成系统性的研究是很重

4、要的。在成型周期的凝固阶段，聚合物熔体在模腔壁上收缩并成型。在这个发展阶段，零件的内部应力必须被克服，以避免随后造成的局部偏移。在打碎聚合物和模腔之间的粘料时，为了避免翘曲变形，抑止局部偏移的最大等效应力不应超过材料的拉伸屈服应力 1。因此，影响脱模过程的因素必须加以研究，避免因为塑件变形而造成破坏零件特征和引入更多的内部应力。本文将讲述那些拥有微观特征的零件，在不同的表面处理下表现出来的效果。本文由如下的几部分组成，下一章将研究影响排出的重要因素，尤其零件成型动力和表面处理方式。然后，把那些检测脱模的腔涂料影响所用到的实验装置和测试工具用实验结果描绘出来。最后列出实验结果，并分析微注射成型的

5、表面处理和脱模力之间的关系。    脱模因素  拔模力  聚合物注射成型过程中，对零件和模具之间粘附力的预测是一项很复杂的任务，由于它依赖于产品的几何与工艺参数，如过程中的温度、压力调控。脱模力（释放力）被定义为模具与聚合物界面之间的总摩擦力。以往对注射成型和脱模的研究，实例表明摩擦因素是非常难解释的。同时它表明注射压力对脱模力的影响并不显著，在过程中，它的摩擦系数与公布出来的摩擦系数大相径庭。鉴于顶针的数量对拔模力的影响，具体而言，成型零件的压力分布与顶针的数量成反比。在另一项研究中，脱模力的大小随着模具的表面粗糙度的增加而增加。保压压力和腔体的表面温

6、度对脱模力 的影响很大。  综合了大的表面容积比和大侧面比的微观特征，目前微注射成型面临的挑战是：降低拔模力和模具的磨损，以保证出品最佳的机械的性能、结构稳定性，并增加模具的使用寿命。  模具涂层  运用表面处理可以用来改善模具表面的耐磨性。同时，可以通过传统的方法去降低表面的磨损低，如加热处理和氮化处理。过往研究表明物理汽相淀积技术和化学汽相淀积技术不但使模具耐磨性显著提升，而且注塑件的质量也因为拔模力的降低而得到了改善。  模具的涂层在使用类金刚石碳的脉冲激光淀积技术对模具进行表面处理后，它的表面硬度提高到了 70GPa。优化沉积可以使类金刚石碳表面精度达到 m级（ 0.05 0.2 ），足足比陶瓷涂层低了一个数量级。除此之外，模具涂层还可以阻止不良聚合物和模具的相互作用。为医疗产品生产微型模具存在着释放金属离子的危险。例如镍是一种常见的接触过敏原，同时它也是用于制造微型模具的材料，通过涂抹腔体，模具与聚合物之间的隔膜就形成了。而且，由于类金刚石碳涂层的非晶体特性，它可以引入可调抗菌成分，从而达到对抗污染。基于过往的研究，可以清楚地知道表面处理可以降低拔模力和模具的磨损。这项研究探讨了模具涂层在微注射成型的脱模部位的效果。