精密注射成型
MIM技术介绍

MIM技术介绍MIM技术,即金属注射成型技术(Metal Injection Molding),是一种将金属粉末与高聚合物粉末相混合,通过注射成型后烧结制成零件的先进制造技术。
该技术的特点是将金属粉末颗粒与粘结剂混合,并在注射成型后通过烧结过程将粉末颗粒结合在一起形成致密的金属零件。
MIM技术是目前最流行的三维成型技术之一,它兼具了传统压力成型和金属烧结的优点。
在MIM技术中,首先将金属粉末与粘结剂按一定比例混合,形成MIM料浆。
然后,通过注射机将MIM料浆注射到金属模具中进行成型。
成型后的零件经过脱模,形成近净成型的未烧结零件。
最后,通过烧结过程,将未烧结零件在惰性气氛下加热至金属粉末的熔点以上进行烧结,粘结剂将烧结后残留物挥发,金属粉末颗粒结合在一起,形成致密的金属零件。
MIM技术的优点主要表现在以下几个方面。
首先,MIM技术可以制造形状复杂、精度高的零件,相比传统的金属加工方法更加灵活。
其次,MIM技术能够生产大批量的零件,并且具有高度的一致性,适用于需求量大的产品制造。
此外,MIM技术还可以制造超细或微型零件,满足现代微电子、医疗器械等领域对高精度零件的需求。
尽管MIM技术在低成本、高效率和高精度等方面具有明显优势,但也存在一些挑战。
首先,MIM技术对原料的要求较高,金属粉末的粒度和形状对成型效果有较大影响。
其次,粘结剂的选择和控制也是一项关键任务。
此外,由于烧结过程中需要控制温度和气氛等因素,烧结工艺相对复杂。
因此,MIM技术的成功应用需要综合考虑材料、工艺和设备等多个因素。
总的来说,MIM技术是一种高度灵活、高效率、高精度的金属成型方法,已在汽车、航空航天、电子、医疗器械等领域得到广泛应用。
随着材料科学和制造技术的不断发展,MIM技术将进一步完善和推广,为各个行业提供更多高质量的金属零件。
MIM技术作为一种金属粉末成型技术,具有独特的优势和特点,逐渐成为制造业中不可忽视的一种先进工艺。
金属注射成型MIM

金属注射成型MIM(metal injection molding)MIM技术的特点MM作为一种制造高质量精密零件的近净成形技术,具有常规粉末冶金和机加工方法无法比拟的优势。
MM能制造许多具有复杂形状特征的零件:如各种外部切槽,外螺纹,锥形外表面,交叉孔盲孔,凹台与键销,加强筋板,表面滚花等等,具有以上特征的零件都是无法用常规粉末冶金方法得到的。
由于通过MM制造的零件几乎不需要再进行机加工,所以减少了材料的消耗,因此在所要求生产的复杂形状零件数量高于一定值时,MM就会比机加工方法更为经济。
图1给出了MM零件的生产量对成本的影响。
可以看出,重4.5g的零件的每件生产成本,年产250000件时为$1.4,年产3000000件以上时降为$0.2。
此图还指出零件尺寸对成本的影响——零件越大,250000件与3000000件之间的成本差就越小。
另一典型的与MM竞争的工艺是精密铸造,表1比较了这两种工艺制造的零件的特点,在许多方面,MM 都具有较大的优势。
但这不足以说明全部问题,许多由MM制造的形状是其它途径无法得到的。
MM和精密铸造成形能力的比较特点精密铸造 MIM最小孔直径 2mm 0.4mm2mm直径的盲孔最大深度2mm 20mm最小壁厚2mm <1mm最大壁厚无限制 10mm4mm直径的公差±0.2mm ±0.06mm表面粗糙度(Ra)5un 1umMIM技术的主要特点:MIM技术可以低成本地生产复杂形状的高性能产品。
MM技术由于采用大量的粘结剂作为增强流动的手段,所以可以像塑料工业中一样任意成形各种复杂形状的金属零件,这是传统粉末冶金模压工艺不可能达到的。
而且由于注射成形是一种近净成形工艺,基本上不需要后续加工,使零件制造成本大大降低,以前需要几十道机加工工序的零件可以一次成形获得。
另外,由于注射成形时流动充填模腔的均匀性,使得MM产品各处密度均匀,避免了PM模压工艺中不可避免的密度不均匀性,且由于采用细粉,产品烧结后可达到很高的密度。
注射压缩成型法

所谓注射压缩成型法是当注入模腔的树脂由于冷却而收缩时从外部加一个强制的力使模
腔的尺寸变小,从而使收缩的部分得到补偿的成型方法。
一般的注射成型法是用控制精密螺杆的运动来间接控制模腔送料的速度和压力,以确保成品的质量;而注射压缩成型是通过模腔向树脂直接加压来提高质量的。
对于透镜零件是将树脂充填部分在光轴方向压缩而产生压力,使表面得到均匀的压力,成型制品的体积由树脂的压力和温度来决定,用调整加工条件的方法,在低温下释放保持的压力,从而有可能减少体积的收缩量。
由于采用机械压缩的方法,所以可以在较低的压力下注射塑料,在模具内保持较长时间的熔融状态以利于分子取向的回复,并且不需要注射后的保压压力来补偿收缩,这样就可以减少或消除由保压引起的树脂分子取向和成型时的内应力,提高了成型品的材质均匀性,并减少了残余应力,大大改善了折射率和双折射等光学性能。
采用这种方法已经能制造出与玻璃精度相当的光学制件,而价格却只有玻璃的1/10。
金属粉末的注射成型课件

金属粉末的注射成型课件金属粉末注射成型(Metal Powder Injection Molding,简称MIM)是一种用于生产精密金属部件的先进制造技术。
它将金属粉末与聚合物结合,经过注射成型、脱蜡、烧结等多个工序,最终得到具有复杂形状和精确尺寸的金属零件。
以下是针对MIM的课件,详细介绍了其工艺流程、材料选择、应用领域等相关内容。
一、MIM工艺流程1.原料配比:根据零件的要求和性能指标,选取合适的金属粉末和粘结剂进行混合。
2.注射成型:将混合物注入金属注射机中,通过高压注射技术将混合物注入模具中,形成绿体。
3.脱蜡:将绿体在特定温度下进行脱蜡处理,去除粘结剂,得到蜡模复制体。
4.烧结:将蜡模复制体放入高温炉中进行烧结,使金属粉末颗粒结合,形成致密的金属零件。
5.后处理:包括去除余蜡、表面处理、热处理等工序,以提高零件的强度和耐磨性。
6.检测和质量控制:对成品进行尺寸、力学性能、表面质量等方面的检测,确保产品质量。
二、MIM材料选择1.金属粉末:常见的金属粉末有不锈钢、低合金钢、铜合金、钛合金等。
根据零件的应用环境和要求,选择合适的金属材料。
2.粘结剂:粘结剂在成型过程中起到连接金属粉末的作用,通常选择热融性较好的有机聚合物作为粘结剂。
常用的粘结剂有石蜡、聚苯乙烯、聚乙烯等。
3.添加剂:为了改善金属粉末的流动性、可压性和烧结性能,常在原料中添加一定量的添加剂,如润滑剂、增塑剂等。
三、MIM应用领域1.电子通讯领域:MIM技术可制造微型模块、连接器和天线等小型结构件,提高电子产品的性能和可靠性。
2.汽车工业:MIM技术可制造汽车部件,如汽车发动机的传感器、变速器的齿轮、刹车系统的活塞等,提高汽车的性能和安全性。
3.医疗器械领域:MIM技术可制造医疗器械部件,如植入式人工关节、牙科器械等,具有高精度、复杂形状和生物相容性的特点。
4.工具制造领域:MIM技术可制造锥度齿轮、刀具、模具等精密工具,应用于航空航天、模具制造等领域。
金属注射成型工艺流程

金属注射成型工艺流程金属注射成型工艺是一种把金属粉末用压力注入模具中,再经过冷却形成金属型腔的工艺。
这种方法可以生产外观精美、结构复杂、尺寸精密的金属零件,并且可以在不影响零件尺寸和性能的情况下,更换不同金属材料。
金属注射成型工艺的特点是可靠性高、工艺流程简单,且制造的零件精度高、力学性能好,因此,金属注射成型工艺得到了越来越多的应用。
金属注射成型工艺的具体流程如下:1.属粉末准备:用经过特殊处理的金属粉末制备模具。
常用的金属粉末材料有铝合金、铜合金、钢铁合金和不锈钢粉末。
2.具制备:根据图纸进行模具结构设计,然后制备模具,通常是由两部分组成:底座和模穴。
3.压料:将金属粉末倒入模坯,再用压力将粉末完全填入模具内。
4.浇注:注入融化的金属粉末,在模穴内快速融化形成金属型腔。
5.却:冷却模具,使金属型腔冷却凝固成型,并保持尺寸精度。
6.洗:清洗模具,以防止模具附着有害物质和废物。
7.离:从模具中分离出成型零件,有可能要用特殊工具刮开模具,然后手动小心分离出成型零件。
金属注射成型工艺具有生产成本低、精度高、质量稳定、产量大、成型速度快等优势,它比传统的机加工工艺具有更多的优势,可以应用于航空航天、汽车、电子、家用电器等多个领域,日益成为各类金属零件的主要生产工艺。
但金属注射成型工艺也存在着不足。
其中,模具投资较大,模具设计和制造技术要求也比较高;另外,在产品设计和制造过程中,模具位置及模具结构受到较大的限制,从而影响零件的尺寸、形状及表面精度。
总之,金属注射成型工艺是一种非常重要的金属成型工艺,它具有生产成本低、精度高、质量稳定、产量大、成型速度快等优势,可以大大改善传统的机械加工工艺,为工业生产提供了质量高、工艺简单、成本低的零部件替代方案。
mim工艺流程

mim工艺流程MIM工艺流程。
MIM(金属注射成型)是一种将金属粉末与聚合物混合,然后通过注射成型和烧结工艺制成金属零件的先进制造技术。
MIM工艺流程包括原料准备、混合、注射成型、脱脂、烧结和后处理等环节。
下面将详细介绍MIM工艺的每个环节。
首先是原料准备。
MIM工艺的原料主要包括金属粉末和聚合物粉末。
金属粉末的选择对于最终制品的性能和质量至关重要,通常情况下,金属粉末的颗粒度要求较高,粉末表面要光滑,同时还要具备一定的流动性。
而聚合物粉末则需要具有良好的粘结性和成型性,以确保在注射成型过程中能够完整地填充模具。
接下来是混合。
在混合过程中,金属粉末和聚合物粉末需要进行充分的混合,以确保二者能够均匀地分布在整个混合料中。
混合的质量直接关系到后续注射成型的成型质量,因此需要严格控制混合的时间和速度,确保混合均匀。
然后是注射成型。
混合好的原料通过注射机注射到模具中,形成所需形状的绿体。
注射成型是整个MIM工艺中最关键的一步,它直接影响到成型品的精度和表面质量。
因此,需要严格控制注射的压力、速度和温度,以确保绿体的质量。
接着是脱脂。
脱脂是指将绿体中的聚合物去除的过程,通常采用热处理的方式进行脱脂。
脱脂的目的是将聚合物热分解,使金属粉末之间形成致密的结合,并为后续的烧结做准备。
然后是烧结。
烧结是将脱脂后的绿体在高温下进行烧结,使金属粉末之间形成致密的结合,最终得到密度高、强度高的金属零件。
烧结温度和时间的控制对于成品的性能和质量至关重要。
最后是后处理。
在烧结后,金属零件需要进行表面处理、精密加工等工艺,以满足不同客户的需求。
后处理的工艺种类繁多,可以根据具体情况进行选择。
总的来说,MIM工艺流程包括原料准备、混合、注射成型、脱脂、烧结和后处理等环节。
每个环节都需要严格控制,以确保最终产品的质量和性能。
MIM工艺具有成型精度高、制造周期短、材料利用率高等优点,适用于制造复杂形状、精密尺寸的金属零件,因此在航空航天、医疗器械、汽车等领域有着广泛的应用前景。
先进陶瓷的精密注射成型
ot ah i , eh ah i o a r ue . h ol dpr e r ue i u m ci n S t i m ci n csw s e cd  ̄T em u e as r p dcdwt n g Oh g h n g t d d tw e o h h hd es nl cu c dsr c s ot es③ emc j tnm ud g ol b a i i ni a acr ya f e m o ns g m o a n ua h . i i ei oli u er — o r n co nc d e l i dt pou e e e ipr i no mlm t a . T e i l m cai dadat z r c r c as n c i e r c e(h g y eh z u — e o d t c a ti m r r H e s h m o l  ̄ hh n en o
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第3 誊第 3 期
20 年 9 06 月
长 沙 理 工 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) J u n l f lrgl U iesy o c n ea dT c n lg ( tr l c n e o r a o uas C m nvri f i c n eh ooy Nau a i c ) t Se Se
Vo. . 13 No 3
Sp 2 0 e . 06
文章编号 :62- 3 1 2 0 )3—0 0 0 17 9 3 (0 6 0 12— 5
先进 陶 瓷 的精 密 注射 成 型
谢 志鹏 , 杨现锋 , 王霖林
( 清华大学 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室, 北京 1o8 ) o04
中图分类号 : Q 7 . 2 T 14 6 d cr mis rcs i e t udn f v n e ea c en o a
精密注射成型影响因素分析探讨
好 的机 械 、 学性 能以及尺 寸稳定 性 的塑料 制 品 。本 文从 塑料 材 料 、 具设 计 与制 造 、 型 工 艺和 成 型设 力 模 成
备 等方 面对 影响 精 密注射 成 型的 因素进 行 了讨 论 , 并给 出 了相 关的 解决 办法 。选择 适 当的塑料 原材 料 、 提 高模 具设 计 与制 造质 量 、 制好 注 塑 工艺参 数及 合理 选择 注塑成 型设 备 , 能更好 地发 挥 精 密注射 成型技 控 才 术在 塑料 制 品成 型 生产 中的作 用 , 型 出高精度 、 成 高性 能的精 密塑料 制品 。
关键 词 : 塑料 材料 ; 密 注射模 具 ; 密注射 工 艺 ; 密注塑机 精 精 精 中图分 类号 : G3 0 6 2 T 2 . 6 文 献标 识码 : A
近年来 , 随着 高分子 材料 的迅 速 发展 , 密塑 料 精 制 品在 仪器 仪表 、 电子 、 讯 、 车 、 通 汽 医疗等 行业 不 断 得 到开 发 和利 用 。精 密 塑 料制 品 不但 精 度 高 、 而且 具 备 良好 的机 械 、 学 性 能 以及 尺寸 稳 定 性 。传统 力 的塑料 成 型工艺 已经 很难 满 足 目前 精 密塑 件高 标准 的要求 。而 精密 注射 成 型作 为一种 新 的注 射成 型工 艺 方法 , 其特 点就 是 能成 型尺 寸精 度 高 , 面粗 糙度 表
的稳 定性 。否 则 , 品 的精 度 就 很 难 保 证 。注 塑 成 制
和表 面精 度 , 分别 对应 于制 件 的尺寸 公差 、 位公 差 形 和表 面粗 糙度 , 中尺 寸精 度 是 塑件 重 要 的制 造 和 其 使用 质量 指标 。而尺寸 精度 的确定 又 比较复 杂 。塑 件 的尺寸 精度 不仅 与模 具制 造精 度及 其使 用 磨损 有 关 , 与 塑件 本 身 结 构 的复 杂 性 、 料 收 缩 率 的 波 还 塑 动 、 型工 艺条 件 的变化 、 件成 型后 的时效 变化 和 成 塑 模具结 构 形状 有 关 。 因此 , 精 密 塑 件 尺 寸 精 度 的 对 确定 既要考 虑制 品满 足 其 本 身 的实 际需 要 , 要 考 又 虑到 目前模 具制 造 所 能 达 到 的 精 度 , 料 品 种 及 其 塑 成型技 术 , 注射 机 等 满 足 精 密 成 型 的可 能 程 度 。我
MIM金属粉末注射成型技术简介
MIM金属粉末注射成型技术简介MIM(Metal Injection Molding)金属粉末注射成型技术是一种将金属粉末与聚合物混合并注射成型的成型工艺。
这种工艺结合了传统金属粉末冶金和塑料注射成型技术的优势,可以生产出复杂形状、高精度和高强度的金属零件。
MIM工艺的基本原理是将金属粉末与适当比例的聚合物混合,并在高温下注射进模具中。
注射后,模具中的混合物经过固化和烧结两个步骤。
首先,在固化阶段,聚合物在高温下固化成强度较低的绿坯。
然后,在烧结阶段,通过加热使聚合物燃烧脱除,金属粉末颗粒在密实的绿坯中结合成金属零件。
MIM工艺具有以下几个优点。
首先,它可以实现复杂形状的金属零件的制作,包括内腔、细槽和细孔等特殊结构。
其次,MIM可以生产出精度高、表面光滑的零件。
此外,在同样强度要求下,MIM制件的重量通常比传统制造工艺更轻。
最后,MIM工艺适用于大批量生产,可以实现高效率、低成本的生产。
MIM工艺的主要应用领域包括电子、汽车、医疗、军工等行业。
在电子领域,MIM可以制作出细小的电子器件,如连接器、电池片和耳机插头等。
在汽车领域,MIM可以制作出复杂的发动机零件、传动系统部件和刹车系统组件等。
在医疗领域,MIM可以制作出高精度的人工关节、牙科器械和手术工具等。
在军工领域,MIM可以制作出高强度、耐磨的武器部件和飞行器部件等。
然而,MIM工艺也存在一些限制。
首先,MIM工艺的设备和材料成本较高,需要更高的投资。
其次,MIM的制造周期较长,通常需要数周至数月的时间。
最后,MIM工艺的材料种类有限,只适用于可烧结金属粉末,如不锈钢、合金钢和钛合金等。
总的来说,MIM金属粉末注射成型技术是一种高效、精密和经济的金属制造工艺。
随着对金属零件的需求不断增加,MIM有望在各行业中得到更广泛的应用。
未来,随着新材料的发展和工艺改进,MIM技术将进一步提升零件的性能和质量,为各行业的发展带来更多的机遇和挑战。
四缸直锁二板式注塑机及精密注射成型关键技术
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括 成 型 精 密 产 品 及 复 杂 产 品 中 的 应 用 。 对 于 单 缸 合 多 缸 充 液 式 来 说 , 拉 杆 受 力 仍 然 很 长 , 系 统 刚
度 差 , 单 缸 充 液 式 还 有 锁 模 力 作 用 不 均 匀 , 锁 模 油 缸 容 易 内 泻 等
重 复 精 度 及 模 板 均 衡 受 力 ; 2、
般 可 分为肘杆 式 ( 称 机铰 式 ) 或 和
液 压 式 ,从 受 力 的 角 度 讲 ,大 致
可 分为三板 式和 二板 式注塑 机。
传 统 注 塑 机 都 是 三 板 受 力 的 ( 图 1所 示 ) 对 模 具 是 “ ” 如 , 顶
是 不 但 尺 寸 精 度 要 求 高 ,而 且 对 制 品 的 内在 质 量和 成 品率 要 求也
模 失 效 会 造 成 模 具 严 重 损 坏 ;3、 开 模 力 大 ,并 且 容 易 调 节 , 开 合 模 行 程 要 求 长 , 因 为 许 多 模 具 不 仅 复 杂 , 而 且 有 二 个 或 三 个 分 型 面 , 除 了 开 模 力 要 求 大 外 ,开 模 的 行 程 也 要 长 。 根 据 以 上 分 析 , 合 模 装 置 的 性 能 优 劣 对 精 密 注 塑 成 型 至 关 重
密 塑 料 制 品 包 括 DVD 数 码 光 盘 、
DVD 激 光 头 、 数 码 相 机 零 件 、 电
造 成 损 失 惨 重 :( ) 3 许
多 产 品 放 有 嵌 件 ,如 果 嵌 件 放 置 不 当 而 低 压 护 图 l 三 板 式 结 构 模 具 受力 为 “ ” 顶
脑 接 插 件 、 导 光 板 、 非 球 面 透 镜 等 精 密 产 品 , 这 类 产 品 显 著 特 点
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精密注射成型(一)精密注射成型的概念“精密注射成型”这一概念,主要是区别于“常规注射成型”,它是基于高分子材料的迅速发展,在仪表、电子领域里可取代高精度的金属零件。
但由于材料本身的性质和加工手段不同,不能把塑料制件的精度与金属零件的精度等同起来。
塑料制品最高的精度等级是二级(必须是采用超高压的精密注射机才能获得)。
1、精密注射的特点①制件的尺寸精度高,公差小,即有高精度的尺寸界限;超高精密注射某些材料的制品能达到二级精度。
例如:基本尺寸≤3mm的PPO材料加工成型的制品公差数值为0.06mm。
②制品重复精度高;尺寸重复精度能达到0.001mm,重量重复精度不超过3%。
要求有日、月、年的尺寸稳定性;③模具的材料好,刚性足,型腔的尺寸精度、光洁度以及模板间的定位精度高;④采用精密注射机更换常规注射机;⑤采用精密注射成型工艺;⑥选择适应精密注射成型的材料。
评定制品最重要的技术指标,就是注塑制品的精度(尺寸公差、形位公差和制品表面的光洁度)。
我国使用的标准是SJ1372—78。
日本塑料制品的精度和模具精度等级很接近。
欲注塑出精密的塑料制品来;材料选择;模具设计;注射成型工艺;操作者的技术水平,四大因素缺一不可。
就概念而言:精密注塑是指加工成型的注塑制品的精度很高,以致使用通用注塑机、常规的注塑成型工艺难以达到要求的一种注射成型方法。
2、影响制品尺寸精度的因素①模具精度;②成型收缩;③制品使用环境的温度、湿度以及变动的幅度。
(二)注塑精密成型材料的选择精密注塑材料的选择原则:机械强度高;尺寸稳定性好;抗蠕变性能好;环境适应范围广。
常用的有四种材料:①POM及碳纤维增强(CF)或玻璃纤维增强(GF)这种材料的特点是耐蠕变性能好,耐疲劳、耐候性、介电性能好,难燃,加入润滑剂易脱模具。
②PA及增强PA(FRPA66)特点:抗冲击能力及耐磨性能强,流动性能好,可成型0.4mm壁厚的制品。
FRPA66具有耐热性能(熔点250℃)。
其缺点是具有吸湿性。
一般成型后都要通过调湿处理。
③PBT增强聚脂,固化速度快。
PBT﹥POM≈PA66﹥PA6④PC及GFPC 特点:良好的耐磨性,增强后刚性提高,尺寸稳定性好,并同时具有耐候性、难燃性及离型性。
(三)精密注塑成型中的收缩问题影响收缩的因素有四种1.热收缩是成型材料与模具材料所固有的热物理特性.模具温度高,制品的温度也高,实际收缩率是要增加,因此精密注射的模具温度不宜过高。
2.相变收缩由于结晶型树脂在定型过程中伴随高分子的结晶化,比容要减少而引起的收缩,即叫相变收缩。
当模具型腔中熔体的冷却温度接近至结晶化温度时,比容要发生很大变化。
结晶型材料要比非结晶型材料的收缩率大的多,这是因为从模具取出时的制品温度正好是在结晶化温度附近,会引起比容急剧变化。
模具温度高,结晶度高,收缩率大;但另一方面,结晶度提高会使制品密度增加,线膨胀系数减小,收缩率降低。
因此实际收缩率由两者综合作用而定。
3.取向收缩由于分子链在流动方向上的强行拉伸,使在冷却时的大分子有重新卷曲恢复的趋势,在取向方向将产生收缩。
分子取向程度与注射压力,注射速度,树脂温度及模具温度等到有关.但主要的是注射速度。
4.压缩收缩与弹性复位一般塑料都具有压缩性。
即在高压下比容发生显著变化。
在一定温度下,提高压力成型制品比容会减小,密度会增加,膨胀系数减小,收缩率会显著下降。
对应于压缩性,成型材料具有弹性复位作用,当制品从模具型腔取出时,制品体积会产生弹性复位作用,使制品收缩减小。
影响制品成型收缩的因素与成型条件与操作条件有关成型收缩与条件的相关性⊙:相关性强 O:一般相关性(四)精密注塑模具1.模具精度精密注塑制品的精度,主要取决于模具精度,。
如果型腔尺寸精度低,型腔定位不准,分型面精度不够,都难满足要求。
对于小型精密制品的模具精度限定值:当名义尺寸在50mm时,其尺寸公差为0.003-0.005mm;名义尺寸在100mm时,尺寸公差为0.005-0.01mm。
模板分型面的平行度为0.005mm。
一般精密注塑模具的尺寸公差,应控制在制品尺寸公差的1/3以下。
2.可加工性与刚性在模具结构设计时,必须考虑型腔零件进行磨削研磨和抛光加工的可能性。
所谓同位型性就需要有较多的镶嵌式结构,在各镶嵌块的定位面之间有较高的配合精度,与此同时还必须考虑,测温、冷却、压力传感器等安装位置,不可先分成块后来再勉强地处理这些位置。
动、定模型腔在分型面方向上的尺寸精度,除常规用的导向柱还需加装定位销或楔型块,以确保定位精度可靠。
模具结构设计不仅考虑强度同时还应考虑应有足够的刚性,为此在模具上顶出销孔等应较常规模具的尺寸小些,型腔数不宜过多,而底板、支承板、型腔壁都要厚一些,避免零件在高温、高压作用下发生剧烈弹性形变,影响到型腔尺寸精度或形位公差。
3.制品脱模性制品容易从模具中顶出,这就是常说的离型性。
一般精密塑件的形状较复杂,注射压力高,收缩率小,制品与浇注系统和模具型腔表面有很强的粘附力和静摩擦力。
除有常规的拔模斜度外,必须有更高的光洁度。
模具要尽量采取较少的型腔数量、尽量少而短的流道系统,以及比普通模具有更高的光洁度,这样有利于脱模。
在分配型腔和设计流道系统时,应考虑熔体流动平衡和等压力梯度的原则。
这样,不仅有利于充模流动,也有利于脱模。
4.精密模具的材料选择机械强度高的优质合金钢。
制作型腔、浇道的材料要经过严格的热处理。
硬度高(成型零件要达到HRC52左右)、耐磨性好、抗腐蚀性强的材料。
(五)精密注射机的特点与选用1.技术参数方面的特点①注射压力:普通机:147—177MPa(1500-1800kgf/cm2)精密机:216—243 MPa (2200-2500kgf/cm2 ) 超高压精密机:243—392 MPa(2500kgf/cm2)精密注塑机必须高压的理由是:A.提高精密制品的精度和质量,注射压力对制品成型收缩率有最明显的影响。
当注射压力达到392 MPa时,制品成型收缩率几乎为零。
而这时制品的精度只受模具控制或环境的影响。
此外,增加注射压力可有效地提高精密注塑制品的机械性能;抗冲击性能、大弯曲应力和屈服强度。
实验证明:注射压力从98到392 MPa,制品的机械强度提高3—33%。
B.可减小精密制品的壁厚和提高成型流动长度。
以PC为例,普通机注射用压力177 MPa时,可成型0.2—0.8mm壁厚的制品,而采用精密机注射机,当注射压力在392 MPa时可成型厚度在0.15—0.6mm之间的制品。
超高压注塑可获得流长比更大的制品。
C.提高注射压力可充分发挥注射速率的功效。
流体的实际注射速率通常受到流道阻力和注射压力的控制。
由于液压系统溢流阀的限制作用,使注塑机不能发挥全泵流量,一部分流量从溢流阀(安全阀)溢流。
因此注射机达不到所设计的注射速率。
欲达到额定注射速率,只有两个办法:一是提高系统最高注射压力;二是改造螺杆参数,提高长径比。
②精密注射机的注射速度要求高以德国DEMAG制造的超高精密注塑机(60—420顿)为例,它的注射速度能达到1000mm/S,螺杆能获得12M/S2的加速度。
一般的精密注塑机的注射速度都超过350mm/s。
2.精密注射机在控制方面的特点①对注塑成型参数的重复精度(再现性)要求高,宜采用多级注射反馈控制:A.多级位置控制;B.多级速度控制;C.多级保压控制;D.多级背压控制;E.多级螺杆转速控制。
位移传感器的精度要求达到0.1mm,在设定的行程位置进行准确地切换。
这样可以严格控制计量行程,注射行程以及余料垫的厚度(射出监控点)。
保证每次注射量准确,提高制品成型精度。
②料筒及喷嘴温度控制要精确,升温时超调量要小,温度的波动要小。
精密注塑应采用PID控制,使温度精确度在正、负0.5℃之间为宜。
③工作油的温度控制要高工作油温的变化会引起粘度的变化,使进入各执行机构的流量将发生波动,引起启、闭模速度、注射速度、螺杆转速的不稳定,而且导致注射压力的波动。
因此必须对工作油采用加热、冷却的闭环装置,把油温稳定在50—55℃为宜。
④对模具温度要求控制I不同成型材料的厚度不仅受冷却时间的控制,而且受模具温度的控制。
若冷却时间相同,模具型腔温度低的制品厚度要比温度高的尺寸大。
如POM、PA类材料,模温50℃时厚度为50—100μm的制品,在80℃时厚度减小到20—40μm,100℃时减小到只有10μm。
室温也对精密制品尺寸公差有影响。
3.精密注塑机的液压系统油路系统要省能;液压系统刚性足,压力要稳定,波动要小,反应速度要快。
为了实现这一目的,精密注塑机常采用以下液压回路。
①油路系统需要采用比例压力阀,比例流量阀或伺服变量泵的比例系统。
②在直压式合模机构中,把合模部分油路和注射部分油路分开,在保压状态使小泵单独地向合模系统供油,并在合模腔的进油路上加装液控单向阀,这样不仅节能,稳定合模系统压力,而且提高液压刚性。
③由于精密注塑机具有高速性,为此必须强调液压系统的反应速度。
要选用灵敏度高,响应快的液压元件,或采用插装比例技术,或缩短控制元件至执行元件流程的油路设计。
加装蓄能器不仅可以省能,而且有提高液压系统反应速度和吸振稳定压力的作用。
④精密注塑机的液压系统,更要充分体现机—电—液—仪一体化工程。
4.精密注塑机的结构特点①由于精密注射机注射压力高。
有的高达415PMa(4235kgf/cm2),这就要强调合模系统的刚性。
动、定模板的平行度一般要控制在0.05—0.08mm的范围内。
②要求对低压模具的保护及合模力大小精度的控制。
太大的合模力及大小的合模力都要影响制品精度,因为合模力大要影响模具变形的程度,合模力小制品容易产生飞边,这些最终要影响到制件的尺寸公差。
③启、闭模速度要快,一般在60mm/s左右。
④塑化部件:螺杆、螺杆头、止逆环、料筒等,要设计成塑化能力强,均化程度好、注射效率高的结构形式;螺杆驱动扭矩要大,并能无级变速。
(六)精密注射成型工艺精密注射成型的制品一般都较小,在多级注射中,从注射开始到保压切换点多采用高压,多级速度注射。
保压开始宜采用低速度多级压力,注射时间不宜太长,要勤观察总画面计算机发出的语言,特别注意各级射出终点位置的选择要适当。
结论:无论何种精密注塑机,最终都必须能够稳定地控制制品的重复精度。