超聲波輔助微注塑方法及工藝研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著微機電系統(tǒng)(MEMS)在微型光學、航空航天等領域不斷發(fā)展,微型元器件的需求與日俱增,目前聚合物材料被認為是替代傳統(tǒng)材料進行微型元器件加工的重要材料,而微注塑成型技術(μIM)是聚合物成型的關鍵技術之一,具有制造工藝簡單,生產(chǎn)成本低,易于實現(xiàn)大批量自動化生產(chǎn)等優(yōu)點。和傳統(tǒng)注塑成型技術相比,微注塑成型技術面臨的挑戰(zhàn)主要是聚合物熔體在微尺度型腔中流動阻力增大,充模比較困難。本文提出將超聲振動應用到微注塑成型過程中,利用超聲能量降低熔體粘度

2、,以超聲場的作用去改善熔體流動行為及聚合物熔體冷卻凝固時大分子結構的排列,從而達到在微小型腔順利充模,提高微注塑成型質量的目的。
   本文在分析微注塑成型技術及超聲波作用機理的基礎上,自主開發(fā)了將超聲波直接作用于聚合物熔體的微注塑成型模具系統(tǒng),并以微光學系統(tǒng)元件菲涅爾透鏡為成型目標,開展了超聲波輔助微注塑成型工藝技術的研究。首先,利用正交實驗法與仿真相結合的方法,對菲涅爾透鏡塑件的微注塑成型參數(shù)進行了優(yōu)化,同時進行了單因素實驗

3、模擬,分析了各注塑參數(shù)對塑件質量的影響規(guī)律;其次,利用自主開發(fā)的超聲波輔助微注塑模具系統(tǒng)進行菲涅爾透鏡的實際微注塑實驗,考察了注塑過程中超聲波對型腔中聚合物熔體流動性能和充模性能的影響,施加超聲振動后透鏡充模面積最大增大了17.3%;通過比較菲涅爾透鏡表面形狀精度,研究了超聲微注塑在對菲涅爾透鏡成型精度上的作用,結果表明,雖然超聲波對于齒深和齒寬的改善程度不明顯,但是卻能明顯改善菲涅爾透鏡左右齒形的對稱性,即熔體充填均勻性;最后,利用得

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